FAKTOR BIOAKUMULASI TIMBAL PADA KERANG DARAH …

130 ISSN 0216 - 3128 Heru Umbara dan Heny Suseno

FAKTOR BIOAKUMULASI TIMBAL PADADARAH (Anadara granosa) BERDASARKANBIOKINETIKA MENGGUNAKAN PERUNUT 210Pb

KERANGSTUDI

Hero Umbara, Heny SusenoPusat Teknologi Limbah Radioaktif BATAN, Kawasan PUSPIPTEK Serpong Tangerang 15310

ABSTRAK

FAKTOR BfOAKUMULASI T1MBAL PADA KERANG DARAH (Anadara granosa) BERDASARKAN STUDIBIOKINETIKA MENGGUNAKAN PERUNUT 21OPb.Timbal merupakan jenis logam berat berbahaya bagikesehatan manusia dan konsentrasinya di lingkungan pesisir harus dimonitoring secara kontinyu mengingatpolutan ini dapat diakumulasi oleh berbagai biota laut. Salah satu teknik pemonitorannya adalahmenggunakan bioindikator. Anadara granosa merupakan biota laut yang penyebarannya hampir di seluruhpantai Indonesia, hidup di dasar, di daerah pasir berlumpur pada kedalaman sampai dengan 4 meter danrelatif tenang. Berdasarkan buku neraca keseimbangan lingkungan DKI Jakarta, Anadara granosamerupakan makrozobentos di Teluk Jakarta dengan kerapatan kedua terbanyak setelah Donax atau dengankelimpahan 14 individu per meter persegi. Berdasarkan neraca tersebut dari 26 lokasi pemantauan 22 lokasiditemui bentosjenis ini sehingga biota ini dapat dijadikan sebagai bioindikator. Penelitian bioakumulasi Pbdalam Anadara granosa menggunakan perunut 210Pbdilakukan untukmemperoleh bioindikator berda.mrkanproses biokinetika yang meliputi faktor konsentrasi, konstanta pengambilan, konstanta depurasi dan waktuparo biologi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa Anadara granosa dapat digunakan sebagai bioindikatortimbal di Teluk Jakarta.

ABSTRACT

LEAD BJOACUMULATION FACTOR OF COCKLE SHELL (Anadara granosa) BASE ONBJOKINETIC STUDY THAT USED RADJOTRACER 11OPb. Lead is kind of hazardous heavy metal tohuman health and the concentration in the costal environment should be monitored continuously becauselead could be accumulated by marine biota. One of the monitoring techniques is bioindicator. Anadaragranosa is a marine biota which spread in almost all Indonesian coastal, life in the bottom and mud sandyenvironment in the depth of until 4 meter and relatively still. Base on the book of environmental equilibriumbalance DKI Jakarta, Anadara granosa is a macrozobenthos in Jakarta bay which have second highestdensity after Donax or with density of 14 individual per meter square. Base on the environmentalequilibrium balance from 26 locations, 22 locations can be found Anadara granosa so this mollusk could beused for bioindicator. The objective of research for bioaccumulation that use 2/oPb as a tracer is to findbioindicator base on biokinetic process which include concentration factor, uptake and depuration processesand biology half life. The result shows that Anadara granosa could be use as a lead bioindicator in Jakartabay.

PENDAHULUAN

POIUSi dari sektor industri yang dihadapiIndonesia secara langsung berhubungandengan pertumbuhan industri. Pertumbuhanindustri Indonesia mempunyai konsekuensi padadegradasi lingkungan terutama di Pulau Jawadimana sekitar 75 % industri tersebut berada.[lJ.

Degradasi lingkungan cenderung meningkat yangdibuktikan oleh terkontaminasinya air, udara dantanah yang berdampak pada kesehatan, kerusakandi daerah hilir dan tentu saja ekosistem perairanlaut. Secara luas pulutan yang berasal dari sektorindustri terdiri dari 3 jenis yaitu: polutantradisional di air (antara lain 8005 dan padatanterlarut), polutan tradisional di udara (sepertipartikulat, belerang dan nitrogen oksida serta

karbon monoksida) dan polutan yang berasal darizat beracun dan berbahaya (seperti logam beratyang dapat terakumulasiilJ.

Timbal merupakan logam berat yang sangatberacun, dapat dideteksi secara praktis padaseluruh benda mati di lingkungan dan seluruhsistem biologis peraian laut. Sumber utama polutantimbal adalah berasal dari komponen gugus alkyltimbal yang digunakan sebagai bahan additivebensin, limbah dari sektor industri dan deposisipembakaran batu bara. Timbal menyebabkan racunpada sistem saraf, hemetologic, hemetotoxic danmempengaruhi kerja ginjal. Konsumsi mingguanelemen ini yang direkomendasikan oleh WHO

toleransinya bagi orang dewasa adalah 50 Jlglkgberat badan dan untuk bayi atau anak-anak 25

Prosiding PPI - PDIPTN 2007Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BAT AN

Yogyakarta, 10 Juli 2007

Heru Umboro don Heny Suseno ISSN 0216 - 3128 l31

. ~glkg berat badan. Sedangkan gejala keracunankronis ditandai dengan rasa mual, anemia, sakit disekitar perut dan dapat menyebabkan kelumpuhan.Depkes RI membatasi Pb maksimum dalammakanan 4 ppm, sedangkan FAO membatasimaksimum 2 ppm[2J•

Salah satu biota laut yang mampumengakumulasi timbal adalah kerang darah(Anadara granosa) yang hidupnya dengan caramembenamkan diri dalam lumpur berpasir didaerah pasang surut. Hewan ini banyak ditemukandi sepanjang pantai utara Pulau Jawa, pantai timurSumatera, di sebelah utara Timor, Lombok, TelukBima, Selat Buton dan Sulawesi. Andara granosamerupakan kelas bivalva, famili Arcidae dari genusAnadara. Bentuknya bulat kipas, agak lonjong,terdiri dari dua belahan yang sarna (simetris),mempunyai garis palial pada cangkang sebelahdalam yang lengkap dan garis palial bagian luarberalur. Bagian dalam halus dengan warna putihmengkilat. Wama dasar kerang putih kemerahan(merah darah) dan bagian dagingnya merah.danukuran lebar cangkang dapat mencapai 4 cm.

Studi bioakumulasi timbal pada Anadaragranosa menggunakan perunut radioaktifdimaksudkan untuk mempelajari biokinetika didalam tubuh biota tersebut. Penelitian ini bertujuanuntuk pemilihan bioindikator polutan timbal diTeluk Jakarta berdasarkan data biokinetika yangdiperoleh dari pereobaan. Penelitian menggunakanaplikasi teknik nuklir untuk studi bioakumulasitimbal menggunakan perunut 210Pb. Perunutterse but mempunyai energi gamma sebesar 46,5keY sehingga dapat dideteksi menggunakanspektrometer gamma13•7J• Disisi lain keunggulanmetoda dengan menggunakan perunut ini adalahbersifat non destruktif yang memungkinkanpengukuran hewan pereobaan dapat dilakukansecara individu sampai dengan akhir pereobaan.Perunut radioaktif telah digunakan secara luasuntuk mempelajari akumulasi peneemar dalamorganisme taut karena mempunyai keuntunganantara lain: mudah dalam pengukuran danmenghasilkan data yang presisi, dapat digunakanuntuk konsentrasi yang sangat rendah dimanakonsentrasinya dapat diatur mendekati kondisirealistik dalam lingkungan[8J•

TAT A KERJA

Bahan

]. Perunut radioaktif 210Pbdan Pb(N03h larutanHCI dan NaOH berkonsentrasi 0, I M sebagaipengatur pH.

2. Akuarium masing-masing berkapasitas 75 literuntuk keperluan aklimatisasi dan berukuran 20liter untuk keperluan percobaan bioakumulasi.

3. Air laut dan Anadara granosa yang diambildari perairan yang belum terkontaminasi

Alat

l. Aquaria system yang terdiri dari sistemsirkulasi dan filtrasi.

2. Plankton breeder untuk penyediaan sumberpakan.

3. Mikroskop untuk menghitung densitas planktonyang dibiakkan

4. Spektrometer gamma dilengkapi detektorNal(TI) diameter 10 cm tinggi 40 em buatanBicron Corp tipe HQ 490 seri 2M2/2 yangdihubungkan dengan MCA terintegrasi dalamsistem Inspector buatan Canberra terkoneksidengan komputer.

5. pH meter dan konduktometer untukmenentukan kondisi kimia dan fisik perairan.

6. Alat diseksi (bedah) untuk memilah-milahbagian hewan percobaan

Metode

Aklimatisasi

Aklimatisasi bertujuan untuk menghilangkan stres hewan percobaan dalam kondisi aquariumsehingga dapat digunakan dalam pereobaanbioakumulasi. Anadara granosa diambil secaralangsung dari perairan dengan teknik penyelaman.Andara granosa selanjutnya dibersihkan darihewan lain yang menempel pada eangkangnya danditempatkan sebanyak 75 buah dalam akuariumberkapasitas 75 liter. Akuarium dilengkapi denganfilter penyaring dan pompa sirkulasi sehinggakualitas air dapat dipertahankan. Penggantian airdalam akuarium tersebut dilakukan setiap hari.Pemberian pakan berupa mikro alga (Chlorella sp)dilakukan 2 kali sehari. Seluruh prosesaklimatisasi dilakukan dengan memeliharaAnadara granosa selama 2 minggu tanpapemberian kontaminan.

Proses bioakumulasi melalui jalur air laut

Setelah menjalani proses aklimatisasi,Anadara granosa ditempatkan dalam aquariumberukuran 20 liter ditempatkan masing-masing 15ekor hewan percobaan. Aquarium berisi air tautyang telah difiltrasi menggunakan filter 0,2f!mpada pH 8;2 (pH air laut normal) dan ditambahkankontaminan simulasi sehingga mengandung 0,00 Img/I Pb dan 210PbIBq/ml. Media air laut terse butdiganti setiap hari untuk mempertahankan

Prosiding PPI - PDIPTN 2007Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN


132 ISSN 0216 - 3128 Heru Umbara dan Heny Suseno

konsentrasinya. Pemberian pakan dilakukan 2 kalisehari. Secara periodik, dua hari sekali seluruhhewan percobaan dianalisis kandungan 2IOPbmenggunakan spektrometer gamma untukmemperoleh data pengambilan kontaminan.Pemberian kontaminan dihentikan ketika

konsentrasi 2IOPb dalam tubuh hewan percobaantidak mengalami kenaikan atau berada dalamkeadaan tunak (steady state). Seluruh hewan

percobaan dipindahkan ke media air laut yangtidak mengandung kontaminan untuk menjalaniproses depurasi. Konsentrasi kontaminan keadaan

tunak (Css,w) diperoleh dari konsentrasi 210Pb dalamtubuh hewan percobaan pada waktu t tidak terjadipeningkatan konsentrasi. Nilai Faktor konsentrasidihitung berdasarkan rasio konsentrasi 2IOPbdalamAnadara granosa (Bq/g) terhadap konsentrasi 2IOPbdalam media air Iaut (Bq/ml).Konstantapengambilan (/(",11') diperoleh dari slope gratikwaktu (t) terhadap faktor konsentrasi (FK).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Secara umum bioindikator yang dapatdigunakan untuk memantau keadaan pencemarandi suatu tempat harus memenuhi kriteria sebagaiberikut [4,5]:

I. Organisme yang dijadikan sebagai bioindikatormemiliki kisaran toleransi yang sempit terhadapperubahan lingkungan,

2. Organisme yang dijadikan sebagai bioindikatormemiliki kebiasaan hidup menetap di suatutempat atau pemencarannya terbatas.

3. Organisme yang dijadikan sebagai bioindikatormudah dilakukan pengambilan sam pel danmerupakan organisme yang umum dijumpai dilokasi pengamatan,

4. Akumulasi dari pencemar tidak mengakibatkankematian dari organisme yang dijadikansebagai bioindikator.

5. Organisme yang dijadikan sebagai bioindikatorlebih disukai yang berumur panjang, sehinggadapat diperoleh individu contoh dari berbagaistadium atau individu contoh dari berbagaitingkatan umur.

Secara khusus bioindikator organisme laut

dapat didetinisikan sebagai spesies yang dapatberadaptasi terhadap keadaan pencemaran tertentu,keberadaannya dalam suatu wilayah mencirikanadanya pencemaran dan mampu mengakumulasipencemar yang berada dalam jumJah runutan dalamIingkungan[4,6]. Berdasarkan hal tersebut maka

hampir seluruh invertebrata laut khususnyamoluska dapat digunakan sebagai bioindikator.

Pemilihan bioindikator timbal di perairan

Teluk Jakarta pertama kali dapat dilakukanberdasarkan inventarisasi jenis dan kelimpahannyamoluska di perairan tersebut. Inventarisasi jenismoluska dan kelimpahannya menggunakan datagenerik yang diacu dari Buku Neraca

Keseimbangan Lingkungan Pemerintah daerahOKI Jakarta tahun 2000. Berdasarkan acuan

tersebut maka jenis moluska yang diamati dari 26lokasi pengambilan sampel dan reratakelimpahannya dapat dilihat pada Tabel I.

Tabell. Jenis dan kelimpahan moluska diperairan Teluk Jakarta

NoJenis Moluska Rerata Kelimpahan

(I ndividu/m2)1

Anadara 142

Architectonica 23

Celaana Kurang dari 1

4

Codakia Kurang dari 1

5

Conus Kurang dari 16

Cypraea 12

7

Dentalium 4

8

Donax 393

9

Epitonium Kurang dari 1

10

Euchelus 0

11

Hemitoma Kurang dari 1

12

Latirus Kurang dari 1

13

Lingula Kurang dari I14

Lit/orina Kurang dari 1

15

Lutraria Kurang dari I16

Meretrix 3

17

Mitra 2

18

Modiolus Kurang dari I19

Murax Kurang dari I20

Nassaria Kurang dari I21

Nassarius 2

22

Natica Kurang dari I23

Nuculinae 2

24

Pitar Kurang dari I25

Polinices Kurang dari I26

Pyramidella Kurang dari I27

Rhinoc/avis 2

28

Ringicula 2

29

Strombus Kurang dari I30

Terebra Kurang dari 1

31

Terebralia 2

32

Trochus Kurang dari I33

Turbo Kurang dari I34

Turitella 6

35

Turris Kurang dari I36

Vexillum Kurang dari 1

Sumber: Buku Neraca Kcseimbangan LingkunganPemerintah daerah DK( Jakartal'll



Heru Umhorodon Heny Suseno ISSN 0216 - 3128 133

700

600

500

Berdasarkan Tabel I, Anadara granosamerupakan makrozobentos di Teluk Jakarta dengankerapatan kedua terbanyak setelah donax ataudengan kelimpahan 14 individu per meter persegi.Dari 26 lokasi pemantauan 22 lokasi ditemuibentos jenis ini sehingga biota ini dapat dijadikankandidat sebagai bioindikator.

Langkah kedua pemilihan bioindikatortersebut adalah inventarisasi data biokinetikatimbal dalam tubuh Anadara granosa.Kemampuan Anadara granos a mengakumulasitimbal yang direpresentasikan oleh FaktorKonsentrasi ditunjukkan pada Gambar 1.

kedl lebih cepat dibandingkan yang berukuranlebih besar. Ukuran tubuh yang kedl (berusiamuda) lebih cepat mengambil kontaminandibandingkan dengan ukuran tubuh yang lebihbesar (berusia lebih tua). Walaupun ukuran tubuhkedl tetapi luas pennukaan dan rasio volume dankonsentrasi enzim memainkan peranan yang sangatpenting[lO]. Ion logam diambil oleh organismelaut dari dalam air melalui lebih dari satu jalurtransportasi dan secara fisik dipengaruhi oleh luaspennukaan hewan tersebut, antara lain['\]:

I. Transport carrier mediated dimana ion logamberikatan dengan protein

2. Transportasi melalui protein pembawa di manasaluran membran sel (membran channel) yangmengandung protein dengan inti hidrophobikyang dapat dilalui oleh logam.

3. Difusi pasif lemak dengan logam terlarut (nonpolar) di mana logam larut dalam lapisan gandalemak tennasuk alkil metal, logam netrallipofilik dan spesi metal kompleks anorganik.

Pada pemilihan bioindikator, data prosespelepasan polutan dalam tubuh biota percobaanmutIak diperlukan. Data percobaan pelepasantimbal dari Anadara granosa yangdirepresentasikan sebagai persen retensiditunjukkan pada Gambar 2.

--+-3,1 em

~2,8cm

""""'-2.9 em

---4- 3,0em

6 10

Waldu (han)

300

100

200

400

Gambar 2. Pe!epasan timba! dari Anadaragranosa yang direpresentasikansebagai persen retensi

Gambar 2 menunjukkan setelah satu haripajanan timbal dihentikan maka Anadara granos aakan mengekresikan timbal dan yang terikat dalamjaringan hewan tersebut sebesar 33,7 sampaidengan 63 %. Setelah 5 hari pajanan dihentikanmaka timbal yang terikat menjadi 10,2 sampai

Waktu(hari)

Gambar 1. Kemampuan Anadara granosamengakumu!asi timba!

Gambar 1 menunjukkan Faktor konsentrasitimbal pada Anadara granosa yang berukuran 2,8- 3,1 em setelah 1 hari berkisar antara 93 sampaidengan 331. Nilai Faktor Konsentrasi tersebut terusmeningkat dan mencapai keadaan steady statesetelah 10 hari. Pada kondisi ini nilai Faktor

konsentrasi berkisar antara 560 sampai dengan680. Kondisi. Berdasarkan data tersebut,menunjukkan Anadara granosa mampumengakumulasi sebesar 560 sampai dengan 680kali konsentrasi timbal di dalam air laut.Implementasi dari hasil percobaan adalah bahwajika terjadi polusi timbal di Teluk Jakarta makasetelah I hari konsentrasi timbal mencapai 93sampai dengan 331 kali dibandingkan dengankonsentrasinya dalam air laut. Jika polusi tersebutmasih berlangsung, maka dalam 10 harikonsentrasinya akan meningkat menjadi 560sampai dengan 680 kali dibandingkan dengankonsentrasinya dalam air laut.

Pengambilan 210Pb oleh Anadara granosadipengaruhi oleh ukuran tubuh hewan tersebut.Perbedaan tersebut disebabkan kemampuanpengambilan kontaminan untuk moluska berukuran

100

80~60·in

coQ)C 40Q) ex:

200

o 2 3 4 5

\


Yogyakarta. 10 Juli 2007

134 ISSN 0216 - 3128 Heru Umboro don Heny Suseno

dengan 38,8 %. Implementasi data tersebut untukbioindikator timbal di Teluk Jakarta adalah:

1. Kejadian poJusi timbal dapat terdeteksimenggunakan bioindikator Anadara granosawalaupun berJangsung I hari.

2. Kontaminan akan diretensi sebesar 33,7 sampaidengan 63 %. Setelah 5 hari kontaminan masihtertahan 10,2 sampai dengan 38,8 %.

3. Kemampuan retensi tersebut dapat digunakanuntuk membuktikan kejadian polusi walaupuntelah terhenti selama 5 hari.

Secara lengkap pemilihan bioindikator yangberbasis pada eksperimen menggunakan perunutradioaktif adalah merekapitulasi data-databiokinetika yang ditunjukkan pada Tabel 2.

Tabel 2. Data Biokinetika timbal dalam tubuh Anadara granosa

Ukuran biotaFKssKu(hari-I)Ke(hari"!)FBKT 1/2 (b) (hari)

2,8 cm

68091,0970,109835,756,33

2,9cm

690111,610,152734,284,56

3,Ocm

560109,340,148738,784,68

3,1 cm

570115,890,142816,134,88

Data biokinetika tersebut merupakanpemodelan yang dapat diimplementasikan dalamkondisi perairan laut. Kecepatan pengambilantimbal oleh Anadara granosa adalah sebesar 91sampai dengan 115 kali perhari dari konsentrasinyadi air laut. Kecepatan pelepasan sebesar 10,9sampai dengan 15,2 % perhari dari tubuh hewantersebut. Waktu tinggal biologis sehinggakonsentrasinya menjadi setengah kalinya (lJ/2h)

timbal dalam tubuh Anadara granosa adalah 4,56sampai dengan 6,33 hari. Faktor bioakumulasikonsentrasi (FBK) timbal dalam hewan terse butadalah 734,28 sampai dengan 835,75 kalidibandingkan konsentrasinya dalam air laut.

KESIMPULANAnadara granosa dapat dijadikan

bioindikator karena kelimpahannya di perairanTeluk Jakarta dan kemampuan mengakumulasitimbal yang direpresentasikan oleh nilai FaktorBioakumulasi Konsentrasi maksimal sebesar

835,75 kali dibandingkan konsentrasinya dalam airJaut. Disamping itu kemampuan menahan timbalyang direpresentasikan oleh kecepatan pelepasandan waktu tinggal membuktikan hewan ini dapatdijadikan bioindikator polutan timbal di perairanTeluk Jakarta.

DAFTAR PUSTAKA

I. INDONESIA : Environment and

Development, A World Bank Country Study,1994, Chapter 3, p. 74-83, Annex C4, p. 245246

2. WHO, Assessment and Management ofSeafood Safety and Quality,

3. BOISSON, F; COTRET,O TEYSSIE, J-L,FOWLER, S.W; Relative importance dissolveand food pathway for lead contamination inshrimp, IAEA, 2003

4. CAMPBELL, P. " Predicting MetalBioavailability- Applicability of Biotic LiganModel, Ciesm Workshop Monographs 19,Metal and Radionuclide Bioaccumulation inMarine Organis, Monaco, 2002

5. CONNEL, OW (1992)" Kimia danEkotoksikologi Pencemaran", UI Press.

6. Fernando P Carvalho, Scott W Fowler, Anexperimental study on bioaccumulation andturnover of polonium-210 and lead-210 inmarine shrimp, Mar.Eco;.Prog.Ser, Vol102:125-133,1993

7. FISHER, N, "Executive Summary " CiesmWorkshop Monographs 19, Metal andRadionuclide Bioaccumulation in Marine

Organism, halaman 7-25 Monaco, 2002

Prosiding PPI • PDIPTN 2007Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN


Heru Umhuru dun Heny Suseno ISSN 0216 - 3128 135

8. FISHER, N, "Advantage and Problems in TheApplication of Radiotracer for OetenniningThe Bioaccumulation of Contaminant in

Aquatic Organism, RCM on Biomonitoring,IAEA, Monaco, 2003

9. Pemda OKI Jakarta, Neraca KesetimbanganLingkungan Provinsi OKI Jakarta Tahun 2000,Pemda OKI Jakarta

10.BRUNER, K.A (1994), "The role of ZebraMussel, Dreissena po/ymorpha in

Contaminant Cycling : I The Effect of BodySize and Lipid Content of Bioconcentration ofPCBs and PAH, J Great lake Res 20(4) 725734, Inter Assoc Great Lake Res

II.CAMPBELL, P (2002) " Predicting MetalBioavailability- Applicability of Biotic LiganModel, Ciesm Workshop Monographs 19,Metal and Radionuclide Bioaccumulation in

Marine Organis, Monaco

\



FAKTOR BIOAKUMULASI TIMBAL PADA KERANG DARAH …

Documents

Transcript of FAKTOR BIOAKUMULASI TIMBAL PADA KERANG DARAH …