AKUMULASI, DITRIBUSI, DAN TOKSISITAS Cd TERBADAP IKAN

Aplikasi Isotopdon Radiasi,1996
AKUMULASI, DITRIBUSI, DAN TOKSISITAS Cd TERBADAP IKAN LELE
(Clarias batrachus)DALAM Am
Yumiarti, June Mellawati, dan Suwinna S.
Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi, BATAN
ABSTRAK
AKUMULASI, DISTRIBUSI, DAN TOKSISffAS UNSUR CADMIUM (Cd) TERHADAP IKAN LELE (a.,.
illS btltraclr",,) DALAM AIR. Telah dilakukan percobaanpenyerapanCd terhadap ikan lele dengan tujuan untuk mengetahui distribusi daDtoksisitasnya terhadap ikan (eledalam mediaair. Percobaandilakukan dalam akuarium yang diisi dengan
air kran, pada variasi konsentrasiCd antara 0,5 daD 50 ppm, pH media 5, 6, daD7. Pengambilancontoh untuk analisis Cd
dilakukan setelah 2,4,7, 10, 14,21, daD 28 hari. KandunganCd dalam ikan diukur dengan spektrofotometerserapanatom
(AAS), daD untuk penentuandistribusi Cd dalam organ ikan dilakukan secarapengaktifan neutron (NM). Hasil percobaan
menunjukkan bahwa akumulasi penyerapanCd oleh ikan lele tertinggi pads bagian hati daDginjal, disebabkanadanya protein 'metallothionin'. Uji toksisitas Cd terhadap ikan lele menunjukkanbahwa pada mediaCd 20 ppm, kematian 50% (Lc50)
terjadi setelah27,6 jam pemeliharaan.
ABSTRACT
ACCUMULATION, DISTRIBUTION, AND TOXICffY OF CADMIUM (Cd) BY CAT FISH (Clarias batrachll8) IN WATER. The absorption of Cd in the fresh water by cat fish was studied, in order to know distribution in the
body and its toxicity. The experimentwas conductedin an aquarium filled with fresh water containingCd in the concentration
range of 0,5-50 ppm, at pH 5. 6, and 7. The fish sampleswere taken after 2,4,7, 10, 14,21, and 28 days of planting. The
content of Cd was determined using atomic absorption spectrophotometer(MS), and neutron activation analysis (NM) was
used for determining Cd distribution in fish organ. The result showed that distribution of Cd was larger in liver and kidney
than in musclesdue to the present of metallothionin protein. The test of Cd toxicity to cat fish showed that 50% mortality
(Lc50) occurred after 27,6 hours of planting in the growing media 20 ppm.
PEND~LUAN
Cadmium (Cd) tennasuk kelompok logam berat
yangOOnyak
digunakandalam industri, sepertipabriktekstit, cat,baterei,dan kertas.Padaumumnyalimbah industri tersebut masih mengandungCd yang cukup tinggi.
Apabila limbah tersebuttidak diolah secarabaik dan buangannya asuk ke perairan, maka dapat mengganggu
keseimbanganekosistem(I).
UnsurCd merupakanunsur nonesensialatautidak
dibutuhkansarnasekali padaprosesbiologis-akuatik,bahkan Cd adalahracunbagi manusiamaupunorganismelain.
Cadmium bersifat raton, karena mengganggukeseimbangantubuh, yaitu gangguanpada aktivitas enzim sulfuril
yang mempunyaiaktivitas untuk pertumbuhansel (I). Sifat kumulatif unsur Cd dalam air dapatterserapdan terakumulasi secarabiologis dalam biota air, meskipunpada
kadaryang rendah.
Padabiota sendiri logam berattersebutdapatmenimbulkankeracunan(2).
lkan lele (Clarias batrachus)adalah salah satu
biota air yang hidup di perairan tawar, seperti sungai,
rawa, dan sawah,dan cukup banyak terdapat di Indonesia. Ikan lele mampuhidup pada sistemyangkekurangan
oksigen,seperti lumpur dan perairanyang tercemarlimbah (3). Kecuali itu ikan lele juga digolongkanke dalam
jenis ikan ekonomistinggi (4). Ikan lele juga merupakan
somberprotein, sehinggabanyak dikonsumsi oleh penduduk Jakartadan sekitarnya.
Menurut ANAND (5), kandungan logam berat
dalam ikan eratkaitannyadenganbuanganlimbah industri di sekitartempathidup ikan tersebut,misalnyasungai,
rawa, daD danau. Banyaknya logam berat yang terserap
olehikan bergantungpadakonsentrasipolutantempatikan
tersebutberada.
Berdasarkanmasa1ahtersebutdi alas dan penelitian terdahulu (9), maka dilakukan sturn penyerapan10gam berat Cd oleh ikan lele, dengan tujuan mengetahui
pola penyerapanlogam berat Cd oleh ikan lele meliputi
akumulasi,distribusi, dantoksisitas.Informasi tersd>utdiharapkandapatbermanfaatsebagaibahantambahanpada
pengelolaanlimbah industri.
BAHAN DAN METODE
Bahan. Ikan yangdigunakanialah ikan tete lokal
yang diperolehdari daerah Ciputat dan sekitarnya.Berat
ikan lele antara 4 dan 6 gram per ekor. Air untuk media
pemeliharaanialah air kran. LamtanCd adalahCdCl2yang
dilamtkan dalam air bebasmineral. Semuabahan kimia
untuk analisisbuatanMerck dengankualitaspro analisis.
109
Aplikali /Iotop don Radiali, /996
Peralatan. Untuk pengukuranCd digunakanalat
spektrofotometerserapanatom (AAS) daD spektrometer
gamma yang dirangkaikan dengan detektorsemikonduktor Ge murni sertadilengkapidenganpencacahsalurganda (Multichannel Analyzer (MCA) daD AccuspectSoftware.Tempatperoobaandigunakanakuariumkacadengan
ukuran25 x 35 x 50 cm3.
Cara Pemeliharaan Ikan Lele. Sebelum digunakanuntuk percobaan,ikan dipelihara terlebih dahulu
selama 15 hari dalam media air kran untuk penyesuaian
kondisi. Setiaphari diberi pakan ::I:5% berat ikan. Kandunganunsurlogamdalam pakansebelumnyatelah dianalisis, basil terlihat pada Tabel 1. Kemudian ikan dipuasakaIi selama2 hari (6).
Tabel
dan contob diambil pada bari ke-O, 2, 4, dan 7. Setelah
ikan dicuci, dipotong, lalu dipisahkan antara organ daging dan bagian dalam (ginjal dan bati). Masing-masing
dikeringkan dalam oven pada subu 100°, selama 3 bari.
Setelah kering digerus dengan mortar agat dan dimasukkan dalam vial polietilen, dibungkus dengan aluminium foil
kemudian dimasukkan kedalam wadah aluminium untuk
diiradiasi di reaktor PPTN, Bandung dengan fluks neutron
1011neutron/cm 2 del selama %30 jam. Pencacahandilakukan setelah 7 hari pendinginan, daD diukur sebagai I09Cd
dengan energi 527,9 keY.
Uji Toksisitas Cd terbadap Ikan Lele. Percobaan dilakukan dengan pemeliharaan ikan dalam media
berkonsentrasi 0, 1, 5, 10, 20, dan 50 ppm. Pengamatan
kematian ikan dilakukan setelah 2, 4, 8, 24, 48, 72, dan
96 jam (7).
Hasil analisis kandunganunsurkimia dalam pakan ikan
BASIL DAN PEMBAHASAN
Unsur
Kadar
(ppm/beratkering)
As
Ca
Cd
Co
Cr
Cu
Fe
Hg
MIl
Mo
Na
0,06 % 0,02
130,77 % 15,02
ttd
ttd
1,15%0,77
0,50 %0,11
20,60 % 0,65
ttd
153,70 % 5,44
4,67 %0,04
58,60 %0,52
Pb
ttd
Zn
5,03 %0,10
Pengamb pH terbadap Penyerapan Cd oleb
Ikan Lele. Akuarium diisi :i: 20 I air kran daD:i: 20 ekor
ikan, sedangpH divariasi 5, 6, dan 7, daD konsentrasiCd
tetap 1 ppm. Ikan diambil untuk analisis kandungan10gam Cd-nyasetelah0,2,4,7, 10, 14,21, dan 28 bari. Cara
analisis Cd dalam ikan dilakukan dengan mendestruksi
secarabasah menggunakanHN03 65% daD H20230%.
Setelahlarutaojernib diukur denganAAS pada panjang
gelombang228 om.
Pengamb Konsentrasi Cd terbadap Penyerapan Cd oleb Ikan Lele. Meskipun uji toksisitasdilakukan dalam konsentrasiCd tinggi, pengaruhkonsentrasiCd
hanyadipelajari dalam selangkonsentrasirendah.Kondisi percobaansepertidi atas,tetapi dengankonsentrasiCd
divariasi, yaitu: 0, 0.5, 1,0, 1,5, daD 2,0 ppm, pada pH
media 7.
Pengaruh PenyerapanCd terhadap Pertumbuhan Ikan. Percobaandilakukan dalamgelasbekerbernkuran 3 1 daDdiisi 2 ekor ikan (6). KonsentrasiCd ialah 0;
0,5; 1,0; 1,5; do 2.0 ppm Cd. Pengamatanberat ikan dilakukan pada hari ke 0,2,4,7, 10, 14,21, daD28.
Penenwan Akumulasi Cd pada Ikan Lele. Percobaandilakukanpadamediayangmengandung2 ppm Cd,
110
Hasil pengarnatanpengarohpH padapenyerapan
Cd oleh ikan lele dalarnmediadengankonsentrasi1 ppm
denganpH masing-masing5, 6, dan 7, sertapengarnbilan
contoh setelah 0, 2, 4, 7, 10, 14, 21, dan 28 hari dapat
dilihat pada Gambar I. pH mempunyai pengaroh pada
penyerapanCd oleh ikan, karena temyatapada pH 6 dan
7 penyerapanCd lebih besardibandingkanpadapH 5. Hal
ini kemungkinan karena pertumbuhan ikan pada pH 5
kurang normal dibanding padapH 6 dan 7 (7).
PenyerapanCd oleh ikan lele padaberbagaikonsentrasidaDwaktu pengarnbilancontohterlihat padaGambar 2. BanyaknyaCd yang terserapoleh ikan meningkat
denganmakinbesarnyakonsentrasiCd dalammedia.Pada
hari ke-IO penyerapanper satuan berat mulai konstan.
Menurut HOAR daDRENDALL sepertiyang dikutip SANUSI (2), hal tersebutdisebabkanadanyafaktor ~
pada
ikan. Setelahkurun waktu tertentu, ikan mulai beradaptasi dengan lingkungan, sehingga penyerapannyamulai
berkurang.Padagarnbartersebutjuga tampakbahwamakin
tinggi konsentrasiCd dalarn media penyerapanCd oleh
ikan makin tinggi, meskipunpeningkatannyatidak sebanding denganpeningkatankonsentrasiCd. Penyerapan10gamberatolehikan tidak hanyadipengaruhiolehkonsentrasinya dalarn media,akan tetapijuga dipengaruhi oleh
faktor yang lain, sepertifisiologis ikan, jenis polutan,dan
sifat fisik kimia lingkungan (8).
Perbandinganantarakadar Cd dalarn tubuh ikan
dengankadar Cd dalammedia disebutfaktor konsentrasi,
Faktor ini disebutjuga enchrichment~
adalahindeks
untuk mengevaluasitoksisitaslogarn beratyangterakumulasi dalam tubuh organismeair. Makin besarindeks faktor konsentrasi,makin mudah logam berat diserap dan
diakumulasioleh tubuh organismeair dan sifat racun 10gam beratnyamakin tinggi. Tabel 2 menunjukkanfaktor
konsentrasiuntuk logarnberatCd dalammediaberkonsentragi antara 0,5 daD 2,0 ppm, yaitu 0,42 dan 2,08. Pada
penelitian terdahulufaktor konsentrasiHg untuk ikan lele
antara 5,03 daD 97,88, dalarn media berkonsentrasiHg
antara 0.05 dan 0,2 ppm (9). Dengan demikian, logam
berat Hg lebih beracundaripadaCd bagi ikan lele.
Aplikasi Isotop don Radiasi. J 996
Tabel 2. Barga kisaran dan rerata indeks faktor konsentragi Cd pada ikan tete dalam media berbagai
konsentrasiCd
KoncentrasiCd
(ppm)
05,
1,0
1,5
2,0
Faktor konsentrasi
Kisaran
Rerata
(range)
(mean)
0,51 ..1,51.128
1,67 :f: 0,53
1,34 :f: 0,42
1,30 :f: 0,38
0,42.
1,18:f: 0,36
.208
0,84.
,
096. ,
.1,86
,
Akumulasi Cd dalam ikan sebagianbesaradalah
dalam organ hati dan ginjal karena adanyaprotein 'metallothionin' yang dapat mengikatlogam Cd.
Kematian 50% ikan lele (Lc50) dalam mediaCd
20 ppm terjadi setelah27,6jam pemeliharaan.
UCAPAN TERIMA KASm
Kami mengucapkanterima kasihkepadaSaudara
Suripto daDMaryoto sertapara star kimia dan reaktordi
PPTN, Bandungyang telah membantupenelitian ini.
DAFTARPUSTAKA
PengaruhCd terhadap pertumbuhan ikan lele
dapat dilihat pada Gambar 3. Pada gambar ditunjukkan
bahwapertumbuhanikan dalam media kontrol (tanpa Cd)
hingga hari ke-28 lebih cepat meningkatbila dibandingkan padamedia yang mengandungCd 2 ppm. Hal ini sesuai denganpemyataanBRYAN sepertiyangdikutip oleh
HARDlY ANTO (10), yaitu bahwa efek kronis logamberat terhadapikan diantaranyaialah penurunanfungsi fisiologis yang menyebabkanhambatan pertumbuhan dan
perkembangannya.
DistribusiCd dalam tubuh ikan dapatdilihat pada
Gambar 4. Hasil pecacahanCd pada daging ikan lebih
rendahdaripadacacahanpada hati dan ginjal. Hal ini karena di hati dan ginjallebih banyak terdapatprotein 'metallothionin' yang dapat mengikatlogam beratCd (11).
Hasil pengujiantoksisitas Cd terhadapikan lele
dalamberoagaikonsentrasiCd yang diamati setelah24jam
pemeliharaandapatdilihat pada Gambar5. Dari datapercobaansetelahdiolah didapatkurva kematianikan dengan
persamaangaris Y = 9,3 + 1,88 X. (Y = persenkematian
ikan, X= KonsentrasiCd) (7). Dari persamaangaris tersebut tingJcatkematian ikan 50% (Lc = 50) terjadi padakonsentrasiCd 21,6 ppm. Gambar6 menunjukkanhubungan
kematianpada konsentrasi20 ppm, angka kematianikan
500/0
terjadi setelahselangwaktu 27,8jam dan waktutersebut menyatakanwaktu kematian ikan 50% dalam media
dengankonsentrasiCd 20 ppm.
KESIMPULAN
Dari percobaantersebutdapat disimpulkanbahwa; peQyerapanCd oleh ikan lele dipengaruhi oleh pH
media, konsentrasi Cd, dan waktu pemeliharan. Makin
tinggi konsentrasiCd daDmakin lamawaktupemeliharaan.
penyerapanCd oleh ikan makin tinggi, tetapi kecepatan
penyerapannya
makin lamamakin kecil. Faktorkonsentrasi
Cd dalam media berkonsentrasi0,5-2,0 ppm ialah antara 0,4~-2,08.
I Pertumbuhanikan lele terhambatdenganadanya
Cd dal~ media karena adanya gangguanpertumbuhan,
meskipunikan lele tahan hidup di perairan limbah yang
kekuranganoksigen.
FRIBERG,L.,GUNNAR.F.N.,and VELINER,B., "Cadmium", Handbookon Toxicology of Metals,Elsevier, Amsterdam(1978).
2. SANUSI,H.S.,Akumulasilogam beratHg dan Cd pada
tubuh ikan bandeng(Chanos-chanosforskal), DisertasiFakultasPasta SarjanaIPB, Bogor (1985).
3. SURIPTO daD TATANG, Pemijahan buatan ikan lele
(C/arias batrachus), Laporan Penelitian, Departemen Biologi, ITB, Bandung (1972).
4. MURNIATI, IRIANTO, H.E., dan SUINDRIY ANTO.,
Kemunduranmotu lele lokal (C/arias-batrachus)
,
pada suhu karnar, JournalPenelitian PastaPaneD
Perikanan§l (1988) 5.
5. ANAND, S.J.S.,Determinationof mercury,arsenic,and
cadmium in fish by neutron activation analysis,
JournalofRadioanalyticaiChemistry.4.4.
(1978)101.
6. REISH,D.L., and OSHIDA, P.S.,"Short-tennstaticbioassays",Manual of Methods in Aquatic EnvironmentResearch,FAO Fish, Tech. Pap (1986) 51.
7. UNEP. Test of the acute lethal toxicity of polutansto
marine fish (ReferenceMethods for PollutantStudies No. 43), RegionalSeasCo-Operationwith FAO
and IAEA, Vienna (1987).
8. VAN ESCH, G.J.,"Aquatic pollutants and their potential effect", Transformationand Biologycal Effect
(proc. Sym. on Aquqtic Pollutant Pres),New York
(1977).
9. YUMIARTI, MELLAWATI, J., daD SUWIRMA, S.,
ShIdi penyerapan
raksaorganik oleh ikan lele (Clarias batrachus) dalam air menggunakananalisis
aktivasi neutron, Hasil Penelitian PAIR, BAT AN
( 1990-1992).
10. HARDlY ANTO, Kandungan logam merkuri (Hg)
dalamkeranghijau, DisertasiFakultasBiologi, UNSOED,Purwokerto(1992).
1
YAMAMOTO, Y., HONDA, K., and HIDAKA, H.,
Tissuedistribution of heavymetals in weddelseals,
Marine Pollution Bulletin ~ 4 (1987) 164.
111
f
~
//
""'"
Aplikasi I solop dan Radiasi. J 996
2
Kurva penyerapanCd oteh ikan tete sebagai
fungsi pH, pada 1 ppm Cd daDberbagaiwaktu
pemeliharaan
Garnbar
"-).0
-0.6
ppm
...).6
ppm'-+
2.8
"j; ~
"iJ
~-oc
2.0
ppm
-=-
~ I.
110
4--O--~
7
Gambar 4. Histogram cacahan distribusi I09CddaIam ginjal + hati dan otot
'i'-'
-k-"
r:-~--'---"~
.
-I
I','aklu PQlnelihalaan (hall)
B
:s
e
~
]
e
;
~
.~
~
Do
e
~
0.5
.~
G
OK
0
~
1.-
2
4
7
10
14
21
28
~
Woklu (hRri)
Gambar2. Kurva penyerapanCd oleh ikan lele sebagai
fungsi waktu,padaberbagaikonsentrasidan pH
7
Gambar5. Kurva persentasekematian ikan tete padaberbagai konsentrasiCd daIam media setelah24
jam (skala logaritma)
/":
./
...;/
'
..
/:"
I
I
..
..
I
I
I
I
~
Gambar3. Pertambahanberat badanikan tete dalam me-
dia mengandung
Cd
112
L_", ,.
,,:..
Waktu (jam)
Gambar6. Kurva persentasekernatianikan tetepadakonsentrasiCd 20 ppm (skala logaritma)
Aplikasi lsotop dan Radiasi. J 996
DISKUSI
SOFNI. M
YUMlARTI
2. Bila distribusi penyerapanCd oleh ikan tete tertinggi
dijumpai pada hati dan ginjal dibanding denganbagian daging, maka konsumsiterhadapdagingikan tete
tentunyatidak membahayakan.Bagaimana komentar
Anda?
3. Bila konsentrasiCd 20 ppm, kematianikan tete mencapai 50% setelah27,6 jam pemeliharaan,bagaimana
dengankonsentrasiCd yang makin tinggi setelahpemeliharaandalam waktu yang sarnadaDsetemsnya?
Kami tidak melakukananalisis Cd dalam feses
maupunurine.
YUMIARTI
Dalam penelitian ini apakah Anda melakukan
analisis kandunganCd terhadapfeses ikan lele, karena
biasanyamakanan selaluakan terekskresipadafesesdaD
urine?
PenyerapanCd pada otot akanberlangsungakumulatif selamapemeliharaan,sehingga kalaupunrendah
lama kelamaanakan tinggi.
BerapabatasankonsentrasiCd yang amanuntuk
kesehatan?
1. Sebabdi sini berlaku hukum penyerapanbergantung
pada konsentrasipollutan, rnakin tinggi rnakinbanyak
terserap, tetapi tidak berbandinglums.
2. Va, mernangtetapi sejauhmana lele tersebutmenyerap (kandungan Cd ora) ada beberapa orang yang
senangbagian dalam, yang sebaiknyadibuang.
3. Untuk konsentrasilebih tinggi, rnaka kernatian akan
makin cepatsebelum24jam.
YUMIARTI
HARSOJO
ROSALINA SINAGA
Batasan Cd dalam makanan I ppm, I mg/kg
kering.
MARIALINAR
1. Apakah dasar pemilihan pH (5-7), konsentrasiCd
(0,5-50 ppm), pada percobaanyang Anda lakukan?
2. BerapakonsentrasiCd yang menimbulkanrasekronis
padaikan tete,karenapadarase ini yang mungkin dapat dikonsumsimanusia?
3. Apakah ada korelasi konsentrasiCd denganpH?
1. Apa alasanAnda memberipakan ikan lele 5%?
2. Apakahikan lele basil percobaantersebutdapatdikonsumsioleh manusia?
3. BagaimanaaplikasiAnda dalampernanfaatanikan lele
bila pH < 7?
YUMIARn
1. Sesuaidengandalam training.
2. Tidak dikonsumsi,karena ikan terlalu kecil.
3. pH > Cd mengendap.
YUMIARTI
SUPANDI
1. Menurut limbah air yang biasa dibuang (diizinkan).
Karena, pada pH >8 terjadi endapan.
2. 2.0 ppm.
3. pH 7 penyerapanCd lebih tinggi. Belum diteliti adanya kouiasi konsentrasiCd denganpH.
Apakah dari percobaanini (gambarankedepan)
ikan lele tersebutdapatdigunakan untuk mengolahlimbah industri baterai daDbatarai lain-lain?
YUMIARTI
BAMB.AJNGDWILOKA
MengapaakumulasiCd tertinggijustru ditemukanpada
media Cd konsentrasi2,0 ppm?
Ke Daftar Isi
Untuk limbahyang kandunganCd-nyatinggi sulit untuk dilakukan, karena ternyata pada 20 ppm ikan
sudahakan mati setelah27,6jam, tetapiuntuklimbahyang
konsentrasinyarendah> 2 ppm mungkin bisa dilakukan.
111