Triyoni Purboaegom - LIPI

23

I)Laboratorium Ekotoksikologi, Pusat Penelitian Oseanografi-LIPl

Merkuri dapat berasal dari alammaupun kegiatan manusia (antropogenik).Secaraalami merkuri terdapat dalam batuao bwniterutama dalam bentuk sulfida. Sulfida merab(cinnabar) merupakan komponen utama batuantambang (ores) yang mengandung merJcuridaJamkonsentrasi tinggi (sebanyak 70 % dari unsurlainnya) (Berlin et al., 2007). Sumber-sumberalami lainnya adaJab alctivitas vulkanik dan erosisedimen yang mengandung merkuri (Landis &Yu, 2004). Seiring dengan perkembangan dibidang agrikultur dan industri, merJcuri telabdigunakan secara luas dalam pembuatanpestisida, fungisida, komponen elektronik,industri kertas, baterai, dan lain-lain (Shi et 01.,2007). Pada proses penambangan emas terutamapada Pertambangan Emas Tanpa lzin (PETI),merkuri digunakan untuk membentuk amalgamyangmemfasi1itasi proses pemisahan emas darimaterial yang tidak diinginkan (Adijaya &Yamashita, 2004).

PENDAHULUAN

Logam berat merkuri (Hg) merupakansalah satu bahan pencemar yang memilikidampak buruk bagi ekosistem dan kesebatanmanusia. Kejadian keracunan merkuri yangdikenaJ luas adalab tragedi Minamata di Jepangpada tabun I950an (Selin, 2009). Penyebabnyaadalab limbab yang dikeluarkan oleb perusabanpengbasil baban kimia (Chisso Corporation)yang mencemari Teluk Minamata termasukpopulasi ikan dan kerang-kerangan didaJamnya(Siodennann, 2006). Masyarakat oelayanMinamata yang mengkonsumsi ikan dankerang­kerangan yang terce mar metilmerkuri padakonsentrasi tinggi menderita kerusakan syarafpenglihatan dan pendengaran, gangguan inderaperasa, dan kesulitan berjalan. Selain itu jugaditemukan penderita yang mengalamiketerbelakangan mental dan gangguan otak(Selin, 2009).

ABSTRACT

THE BIOACCUMULATION AND TOXICITY OF MERCURY ON FISH. Fishes areeconomically and healthy source of protein for the majority of the world community. However theconcentration of mercury in fish due to anthropogenic emissions may lead tonegative impact onhuman s health. The concentration of organic mercury (methylmercury) dominates 80-90% totalmercury concentrations infish flesh. The accumulation of mercury increases with the rise of watertemperature, organism age, lime of exposure, and the concentration of protein-bound mercury. Thedecline in salinity or hardness, pH, organic mailer content, and the presence of Zn, Cd, or Se in ansolution will also increases the accumulation of mercury. The rate of accumulation of methylmercuryinfish affects the toxicity. in which a low rate of accumulation associates with a higher tolerance.

BIOAKUMULASI DAN TOKSISITAS MERKURI (Hg) PADA IKANOleb

Triyoni Purboaegom"

ISSN 0216-1877Oseana, Volume XXXIX, Nomor 4, Tahun 2014: 23-28

24

antar Hg(O)dan Hg(II), proses metilasijuga dapatterjadi terutarna daJam kondisi anoksik.Dernetilasi atau degradasi metilmerkuri dapatterjadi melalui proses biotik oleh mikroba,maupun abiotik melalui proses degradasi olehkeberadaan COl dan eahaya (fotodegradasi)yang mengoksidasi MeHg kembaJimenjadiHg(l1)Metilmerkuri dapat terakumulasi dalamorganisme hidup (bioakumulasi) dan mengaJamiproses biomagnifikasi dalam rantai makanan(Selin, 2009).

BIOAKUMULASJDAN TOKSISITASMERKURI

Menurut Carbonell et of. (2009), 80-90% konsentrasi merkuri dalam daging ikandidominasi oleh merkuri organik (metilmerkuri).Hanya sedikit konsentrasi merkuri anorganikdalam tubuh ikan baik di air tawar maupun airlaut, meskipun pad a perairan dengankonsentrasi merkuri anorganik terlarut yangtinggi (Wiener et 01., 2003). Bioakumulasimetilmerkuri terjadi akibat laju elirninasi sangatlambat dibandingkan laju penyerapan (Wieneret 01., 2003). Pengamatan terhadap beberapajeois spesies air laut dan air tawarmengiodikasikan konsentrasi total merkuri dalamjaringan tubuh ikan meningkat seiring denganpeningkatan umur, berat, dan panjang tubuh ikan(Boening, 2000; Eisler, 2006). Ikan jantanumumnya memiliki konsentrasi merkuri yanglebib tinggi dibandingkan ikan betina (Boening,2000). Meski demikian pada betina yang sedangdalam fase reproduksi, konsentrasi merkuri lebihtinggi dibandingkan pada jantan. Hal inidisebabkan betina mengkonsumsi lebih banyakpakan untuk menunjang produksi telur (Eisler,2006). Di alam, penyerapan melalui makananberperan sebesar 90 % total penyerapanmetilmerkuri pada ikan (Wiener et 01., 2003).Sebagian besar peneliti menyatakan konsentrasimerkuri dalam organ hati lebih tinggidibandingkan pada otot ikan (Agusa et 01.,2005;Yamashita et 01.,2005).

Merkuri di lingkungan perairan terdapatdalam tiga bentuk kimia (spes iasi) yaitu merkurielemental atau Hg(O) yang mudah menguap,merkuri anorganik atau Hg(II), dan merkuriorganik atau metilmerkuri (MeHg) (Preston &Chester, 200 I). Pad a Gambar I diilustrasikansecara sederhana mengenai siklus biogeokimiadi Iingkungan perairan. Berbagai sumbermerkuri, baik alami maupun antropogenikmeoghasilkan merkuri dalam bentuk Hg(O)yangmenguap ke atmosfer. Hg(O)akan teroksidasi diudara rnenjadi Hg(lI) yang kemudian akanberpindah menuju darat dan perairan melaluiproses deposisi basah (turun bersama hujan)dan kering (berikatan dengan partikulat) (Selin,2009).

Hg(ll) akan berubah menjadimetilmerkuri (MeHg) melalui proses metilasiyang difasilitasi oleh beberapa jenis bakteripereduksi sulfat dan besi. Lahan basah dansedimen perairan merupakan Iingkungan yangberpotensi terjadinya proses metilasi merkuri.OaJam kolom air, selain proses reduksi-oksidasi

SlKLUS BIOGEOKlMlAMERKURI

Di lingkungan perairan, bioakumulasimetilmerkuri rnelalui rantai makanan dapatmengakibatkan peneemaran tingkat tinggi padaorganisme perairan meskipun pada konsentrasiyang sangat rendah (Wang et 01., 2004). Ikantelah menjadi sumber protein yang murah danmenyebatkan bagi sebagian besar rnasyarakatdunia (Hajeb et 01., 2009). Bioakumulasi dantoksisitas merkuri pada ikan telah diteliti seearalebih intensif dibaodingkan organisme airlainnya, karena ikan merupakan sumber utamametilmerkuri dalam pola makan manusia (Wieneret 01., 2003). Ikan yang terkontaminasi tinggidapat menyebabkan risiko kesehatan bagimanusia (Hajeb et 01., 2009). Tulisan inibertujuan untuk memberikan informasi singkatrnengenai proses bioakumulasi dan toksisitasmerkuri terhadap ikan.

2S

tubuh berubah gelap, dan pergerakan yanglamban. Sementara itu, tanda-tanda toksisitaskronik meliputi: hilangnya nafsu makan, lukapada otak, respon yang berkurang padaperubahan intensitas cahaya, timbulnya katarak,ketidakmampuan menangkap makanan,koordinasi rnotorik abnormal, dan perilaku yangtidak rnenentu. Eisler (2006) menambahkan,beberapa popuJasi ikan mengembangkankemampuan bertahan terhadap metilmerkuri,namun hanya pad a tingkatan garnet danembrionik. Sebagai contoh, meskipun belumjelasmekanisme fisiologisnya, telur 'ikan muaraFundulus heteroclitus yang berasal dari sungaiyang tercemar merkuri, dua kali Iebib tabandibandingkan ikan yang berasaJ dari daerahbersib.

Beberapa penelitian menunjukkanpengaruh variabel lingkungan terhadaptoksisitas merkuri terhadap beberapa jenis ikan(Tabell).

Laju akumuJasi metilmerkuri pada ikanmempengaruhi toksisitas, eli mana Jajuakumulasiyang rendah berhubungan dengan toleransiyang lebih tinggi. Secara umum akurnulasimerkuri men ingkat seiring dengan peningkatansuhu air, penurunan salinitas atau kesadahan,penurunan pH, peningkatan urnur organisme,penurunan kandungan bah an organik,keberadaan Zn, Cd, atau Se daJam larutan,peningkatan waktu pemaparan, dan peningkatankonsentrasi merkuri yang berikatan denganprotein (Eisler, 2006). Menurut Landis & Yu(2004), lajumetabolisme dan konsentrasi merkuridi lingkungan perairan berperan lebih pentingdalam proses bioakumulasi merkuridibandingkan umur organisme.

Menurut Eisler (2006), tanda-tandatoksisitas akut merkuri pada ikan meliputi ;imflamasi (peradangan) pada insang,peningkatan frekuensi pemafasan, hilangnyakeseimbangan, sekresi mukosa berlebih, warna

Gambar I. Siklus biogeokimia merkuri di lingkungan perairan (Selin, 2009).

OksldaslEmisi& transport t==:> Hg(O) ===> Hg(lI)

rr Deposisi basah &

Penguapan

Tabell. Toksisitas merkuri anorganik (HgCI) terhadap beberapajenis ikan pada kondisi uji denganberbagai variabellingkungan.

Spesies Suhu pH DO Waktu LCso PustakatC) {mg/I} pemaEaran (~g/I)

IkanMujair 28-32 7,0-7,3 5,4-6,2 24 jam 1256 Boening(Tilapia mossambicay 28-32 7,0-7,3 5,4-6,2 48 jam 1108 (2000)

28-32 7,0-7,3 5,4-6,2 72 jam 738Ikan Iele 28-32 7,0-7,3 5,4-6,2 24 jam 1700 Boening(Sarotherodon 28-32 7,0-7,3 5,4-6,2 48 jam 1500 (2000)mossambicus) 28-32 7,0-7,3 5,4-6,2 72 jam 1000lkan lele (Channa 24-27,5 7,1-7,7 5,5-8,2 24jam 860 Boeningmaruliusy 24-27,5 7,1-7,7 5,5-8,2 96 jam 314 (2000)

24-27,5 7,1-7,7 5,5-8,2 240jam 131lkan salmon 9,3-10,7 8,55 >8,0 24 jam 903 Boening(Oncorhynchus (2000)mf..kiss}0,6-3,0 mmIkan salmon 5 7,5-7,8 48 jam 650 Boening(Oncorhynchus 5 7,5-7,8 96 jam 400 (2000)mf..kiss}9,1-15,5 mmlkan salmon 10 7,5-7,8 48 jam 450 Boening(Oncorhynchus 10 7,5-7,8 96 jam 280 (2000)mf..kiss}13,2-21,3 mmlkan salmon 20 7,5-7,8 48jam 300 Boening(Oncorhynchus 20 7,5-7,8 96 jam 220 (2000)mf..kiss~18,5-27,8 mmIkan mas (Cyprinus 28 8,0 6,9 24 jam 330 Boeningcarpio) 28 8,0 6,9 48jam 210 (2000)

28 8,0 6,9 96 jam 180lkan Bandeng tChanos 27-29 96 jam 380 Deocadizchonos) et al.

(1999Ikan Kakap putih tLates 28 24 jam 379,1 Deocadizcalcarifert, salinitas 10 48jam 359,4 et at.ppt 72 jam 337,5 (1999)

96jam 267,4Ikan Kakap putih (Lates 28 24jam 836,6 Deocadizcalcarifer), salinitas 20 48jam 541,8 etal.ppt 72 jam 392,8 (1999)

96 iam 332,7Ikan Kakap putih (Lates 28 24 jam 1411,5 Deocadizcalcarifer), salinitas 30 48jam 908,6 eta!.ppt 72 jam 644,7 (1999)

96 iam 83,5lkan Kakap putih (Lates 25-27 96jam 112,8 Deocadizcalcarifer), salinitas 31- eta!.32 ppt (1999)

26

Agusa, T., Kunito, T., Yasunga, G., Iwata, H.,Subramanian, A., & Ismail, A. 2005.Concentration of trace elements inmarinefish and its risk assessment in Malaysia.Marine Pollution Bulletin, 5), pp.896-9)1.

Berlin, M., Zalups, R.K. &Fowler, B.A., 2007.Mercury. In G. f. Nordberg et aI., eds.Handbook on the Toxicology of Metals.San Diego, California: Academic Press, pp.675-730.

Boening, D. W., 2000. Ecological effects,transport, and fate of mercury! : a generalreview. Chemosphere,40, pp.1335-135I.

Carbonell, G., Bravo, 1. C., Fernandez, C., &Tarazona, 1.V.2009. Anew method for totalmercury and methyl mercury analysis inmuscle of seawater fish. Bulletin ofenvironmental contamination andtoxicology,83(2), pp21 0--213.

Deocadiz, E.S., Diaz, V.R.&Otico, P.fJ., 1999.Asean Marine Water Quality for Mercury.In C. McPherson et aI., eds. ASEANMarine Water Quality Criteria/ :Contextual Framework, Principles,Methodology and Criteria for J 8Parameters. North Vancouver, BC: TheCanadian Executing Agency, EVSEnvironment Consultant Ltd. andDepartment of fisheries Malaysia, p.XIll(1 }-XlU(4).

Eisler, R., 2006. Mercury hazards to livingorganisms, Boca Raton, florida: CRCPress.

Hajeb, P., Jinap, S., Ismail, A., Fatimah, A. B.,Jamilah, B., & Rahim, M. A. 2009.Assessment of mercury level in commonlyconsumed marine fishes in Malaysia.Food Control,20, pp.79-84.

Landis, W.o. &Yu,M.H., 2004. IntroductiontoEnvironmental Toxicology/ : Impacts ofChemicals UponEcological Systems 3rded. W. G. Landis & M. H. Yu, eds., BocaRaton, Florida: CRC Press.

Adijaya, M. & Yamashita, T., 2004. MercuryPollutant inKapuas River Basin! :CurrentStatus and Strategic Approaches. Annualsof Disas. Prev. Res. Inst., Kyoto Univ.,(478).

DAFTAR PUSfAKA

Seiring dengan perkembangan dibidang agrikultur dan industri, merkuri telahdigunakan secara luas pada berbagai produk.Dampaknya adalah pencemaran merkuri yangberakibat buruk bagi ekosistem dan kesehatanmanusia akibat bioakumulasi dalam tubuhorganisme dan biomagnifikasi dalam rantaimakanan. Bioakumulasi dan toksisitas merkuripada ikan telah diteliti secara lebih intensifdibandingkan organisme air lainnya disebabkankandungan metilmerkuri yang dominan dalamtubuh ikan dan perannya daJam pola makanmanusia. Laju akumuJasi metilmerkuri pada ikanmempengaruhi toksisitas, dimana laju akumulasiyang rendah berhubungan dengan toleransiyang lebih tinggi. Berbagai variabellingkunganberperan daJam menentukan laju akumulasi dantingkat toksisitas merkuri.

PENUn.JP

Secara umum waktu pernaparanberpengaruh terhadap toksisitas merkuri.Semakin lama suatu jenis ikan terpapar merkurimaka sensitivitas ikan tersebut akan semakinmeningkat. Nilai LC$O(nilai konsentrasi yangmembunuh 50 % popuJasi biota uji) yangmenu run mengindikasikan sensitivitas ikanyang meningkat terhadap merkuri. Peningkatansuhu akan memicu peningkatan laju metaboLismeyang pada akhimya meningkatkan toksisitasmerkuri pada ikan (Landis & Yu, 2004).Sebaliknya, peningkatan salinitas akanmenurunkan tingkat toksisitas merkuri terhadapikan. Hal tersebut berkaitan dengan pH perairan.Toksisitas merkuri cenderung meningkat padakondisi pH rendah (Boening, 2000).

28

Wang, Q., Kim, D., Dionysiou, D. D., Soria I,0.A., Timberlake, D. 2004. Sources andremediation for mercury contamination inaquatic systems-a literature review.Environmentalpollution, 131(2), pp.323-36.

Wiener, J.G., Krabbenhoft, D. P., Heinz, G. H.,&Scheuhammer,A. M. 2003. Ecotoxicologyof mercury. InD. J. Hoffman et aJ., eds.HandbookofEcotoxicology.Boca Raton,Florida: eRC Press.

Yamashita, Y, Omura, y.&Okazaki, E., 2005. Totalmercury and methylmercury levels incommercially important fishes in Japan.Fisheriesscience,71, pp.l029-1035.

Preston, M.R. & Chester, R., 2001. Chemistryand Pollution of the Marine Environment.In R. M.Harrison, ed. Pollution: Causes,Effects and Control. Cambridge: TheRoyal Society ofCbemistry, pp. 32-58.

Selin,N.E., 2009. Global Biogeochemical Cyclingof Mercury: A Review. Annual Review ofEnvironment and Resources, 34(1),pp.43-63.

Shi, J, Ip, C. C. M., Tang, C.W.Y.,Zhang, G., Wu,RS.S., & Li, Xiang-dong. 2007. Spatial andtemporal variations of mercury insediments from Victoria Harbour, HongKong. Marine pollution bulletin, 54,pp.464-488.

Sindermann, C.J., 2006. Coastal pollution:effects on living resources and humans,Boca Raton, Florida: CRC Press.