Bioakumulasi Logam Berat Pb, Cd, Dan Cr Pada Insang Ikan Bandeng

Seminar Nasional Biologi II tahun 2015
Bioakumulasi Logam Berat Pb, Cd, Dan Cr Pada Insang Ikan
Bandeng (Chanos chanos. Froskal) Di Pertambakan Trimulyo,
Semarang
Jumriah Nur , Tyas Rini Saraswati dan Tri Retnaningsih Soeprobowati
Program Studi Magister Biologi, FSM Universitas Diponegoro (UNDIP)
Jl. Prof. Soedarto SH, Kampus UNDIP Tembalang Semarang 50275
E-mail: [email protected]
ABSTRACT
This study aimed to analyze the accumulation of heavy metals Pb, Cd, and Cr in the gills of milkfish (C. Chanos,
Forskal.) in aquaculture ponds Trimulyo. Sampling was carried out in 3 location, using purposive sampling method.
The method used in fish sampling is Grab Samples. Determination of accumulation heavy metal in gills milkfish
own use calculation bioaccumulation factor (BAF). The results showed that the average value of the concentration
of heavy metals Pb, Cd, and Cr in the gills of milkfish (C. Chanos, Forskal) in aquaculture Trimulyo not exceed the
quality standard limits for the heavy metal contamination of fish, are Pb: 0.3 mg/kg, Cd: 0.1 mg/kg, and Cr: 1 mg/kg
as determined by ISO 7387 (2009) and the WHO / FAO (2011). Heavy metals are concentrated in the gills will
accumulate. Based on the calculation of BAF was found that the gills of fish milkfish (C. Chanos, Forskal.) is
hiperakumulator for Cr, while Pb and Cd are the metal accumulators.
Keywords: Bioaccumulation, Heavy metals, Gills, Milkfish, Aquaculture Trimulyo
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis akumulasi logam berat Pb, Cd, dan Cr pada insang ikan
bandeng (C. chanos, Forskal.) di pertambakan Trimulyo. Pengambilan sampel dilakukan di 3 titik lokasi, dengan
menggunakan metode purposive sampling. Metode yang dipergunakan dalam pengambilan sampel ikan
menggunakan metode Grab Samples. Penentuan akumulasi logam berat pada insang ikan sendiri menggunakan
perhitungan faktor bioakumulasi (BAF). Hasil penelitian menunjukan bahwa nilai rata-rata konsentrasi logam berat
Pb, Cd, dan Cr pada insang ikan bandeng (C. chanos, Forskal) di pertambakan Trimulyo belum melebihi ambang
batas baku mutu cemaran logam berat untuk ikan, yaitu Pb : 0,3 mg/kg, Cd : 0,1 mg/kg, dan Cr : 1 mg/kg yang
ditentukan oleh SNI 7387 (2009) dan WHO/FAO (2011). Logam berat yang terkonsentrasi pada insang tersebut
akan terakumulasi. Berdasarkan perhitungan BAF didapatkan bahwa insang ikan Bandeng (C. chanos, Forskal)
bersifat hiperakumulator untuk logam Cr, sedangkan untuk logam Pb dan Cd bersifat akumulator logam.
Kata kunci : Bioakumulasi, Logam berat, Insang, Ikan bandeng, Pertambakan Trimulyo
1. PENDAHULUAN
Trimulyo merupakan salah satu kelurahan yang terletak di Kecamatan Genuk, yang dijadikan sebagai
kawasan perikanan tambak. Letak kelurahan Trimulyo berdekatan dengan wilayah aliran Sungai Babon yang
bermuara ke laut Jawa. Sungai Babon merupakan bagian dari DAS babon yang berasal dari beberapa anak sungai
dari gunung Butak, Ungaran (BLHPJT, 2002).
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilaporkan oleh Peneliti Bappeda Provinsi Jawa Tengah dan PPLH
Universitas Diponegoro dalam Suyanto (2012) tentang kualitas estuaria di Jawa Tengah menunjukan 5 sungai dan
estuaria yang tercemar logam berat Hg, Cd, Cu, Pb, Cr, Ni, Zn, dan As, salah satunya adalah Sungai Babon dan
Sungai Garang, yang terletak di Kota Semarang.
Pencemaran Sungai Babon diindikasikan sebagai dampak adanya limbah dari 26 industri yang berada di
sekitar area dengan limbah yang dihasilkan di antaranya Pb, Cd, dan Cr (KT, 2010). Keberadaan logam berat di
Sungai Babon membawa dampak secara tidak langsung pada tambak Trimulyo yang berada tidak jauh dari sungai
tersebut.
Pemanfaatan Sumberdaya Hayati dan Peningkatan Kualitas Lingkungan
147
Seminar Nasional Biologi II tahun 2015
Berdasarkan penelitian yang telah dilaporkan oleh Widi (2011) dan Suprapti (2012) menunjukan
kecenderungan peningkatan logam berat Cr pada perairan di kawasan pertambakan Trimulyo, dengan konsentrasi
0,021 – 0,042 mg/L meningkat sebesar 0,065-0,078 mg/L. Kisaran nilai tersebut telah melebihi ambang batas
menurut baku mutu air laut untuk biota oleh Kep.Men. KLH. RI. No. 51/2004.
Logam berat pada perairan tambak Trimulyo mampu mempengaruhi kualitas organisme yang dipelihara di
dalamnya dengan jalan proses akumulasi. Salah satu organisme yang mampu mengakumulasi logam berat adalah
ikan bandeng (C. chanos, Forskal.). Beberapa penelitian telah dilaporkan bahwa ditemukannya akumulasi logam
berat Cu, Pb, Zn, Cr, Hg, dan Cd pada tubuh ikan bandeng (C. chanos, Forskal.) di wilayah pertambakan Trimulyo,
Tapak, Mangunharjo, Mangkang, Karanganyar, Gresik, Sidoarjo, Jakarta, dan perairan Belawan (Prayitno, 2000;
Azhar, 2004; Kohar et al., 2005; Martuti, 2012; Suprapti, 2012).
Berdasarkan latar belakang tersebut penelitian ini bertujuan untuk mengkaji besaran akumulasi logam
berat Pb, Cd, dan Cr pada insang ikan bandeng (C. chanos, Forskal.) di pertambakan Trimulyo. Hal tersebut
mampu memberikan indikasi peringatan dini dan penilaian terhadap kesehatan organisme dari paparan polutan
2. METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan September sampai bulan Februari 2015. Lokasi pengambilan
sampel di Daerah Pertambakan Trimulyo. Analisa konsentrasi logam berat Pb, Cd, dan Cr pada insang ikan
bandeng (C. chanos, Forskal.) dilakukan di Laboratorium Wahana, Semarang.
Penentuan titik sampling dengan menggunakan metode judgement or purposive sampling (Ross, 2005).
Letak 3 stasiun tersebut adalah T 1 terletak ± 3 m dari sungai Babon dan daratan, T 2 terletak lebih jauh dari sungai
babon ± 500 m, yang dialiri oleh sungai kecil dan T 3 terletak ± 10 m dari laut dan di aliri beberapa sungai kecil.
Metode yang dipergunakan dalam pengambilan sampel ikan menggunakan metode Grab Samples, yaitu
mengambil sampel tunggal yang dikumpulkan pada titik tertentu yang mewakili snapshot dari area sampling
(APHA,1999). Karakteristik sampel yang digunakan ketika telah memenuhi standar pemanenan ikan yang siap
diperjual belikan untuk, yaitu usia 5 bulan dengan panjang rata-rata 17 – 18,5 cm dan bobot ikan 100 sampai 120
gram per ekor.
Penentuan akumulasi logam berat pada insang ikan menggunakan perhitungan faktor bioakumulasi (BAF),
dengan rumus berikut ini:
Keterangan :
BAF
= Faktor bioakumulasi
C Hewan = Konsentrasi logam di hewan
C air
= Konsentrasi logam di air (ppm)
(ppm)/ (mg/kg)
(mg/L)
Nilai BAF dimana, < 1: excluder ; >1 : akumulator logam dan ≥10 : akumulator logam yang baik.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Keberadaan logam berat yang dimungkinkan berada pada badan perairan yang akan terkonsentrasi dan
terakumulasi dalam tubuh ikan. Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan bahwa konsentrasi logam berat
pada insang antar T1, T2 dan T3 tidak berbeda nyata (P > 0,05). Namun berbeda halnya dengan konsentrasi antar
logam berat Pb, Cd, dan Cr pada insang ikan bandeng (C. chanos, Forskal) yang berbeda nyata (P < 0,05).
Gambar 1. Konsentrasi rata-rata logam berat Pb, Cd, dan Cr pada insang ikan bandeng (C.chanos, Forskal) di pertambakan
Trimulyo
Pemanfaatan Sumberdaya Hayati dan Peningkatan Kualitas Lingkungan
148
Seminar Nasional Biologi II tahun 2015
Konsentrasi logam berat tertinggi adalah logam Pb sebesar 0,27 mg/kg. Hal tersebut dimungkinkan karena
sumber pencemar di pertambakan tersebut lebih banyak menerima masukan limbah industri yang mengandung
Pb, seperti industri pembuatan kendaraan bermotor, industri tekstil, pengalengan cat, penyamakan kulit dan
pengolahan kertas (BLHPJT, 2005; Kelurahan Trimulyo, 2010). Konsentrasi logam yang didapatkan tersebut belum
melebihi ambang batas baku mutu cemaran logam berat untuk ikan, yaitu Pb : 0,3 mg/kg, Cd : 0,1 mg/kg, dan Cr :
1 mg/kg yang ditentukan oleh SNI 7387 (2009) dan WHO/FAO (2011).
Respon ikan terhadap keberadaan logam berat pada badan perairan akan melalui proses absorpsi dan
akumulasi. Menurut Yulaipi dan Aunurohim (2013) bahwa akumulasi logam berat pada bagian tubuh tertentu
dimungkinkan karena keberadaan gugus metallotionin (sulfihidril-SH) dan amina (nitrogen-NH) yang dapat
mengikat logam.
Tahapan awal proses akumulasi, yaitu dengan adanya interaksi antara logam dengan ligan yang berada
pada permukaan membran luar sel, selanjutnya secara langsung logam akan terserap oleh membran luar insang,
baik secara difusi aktif maupun pasif (Braunbeck et al., 1998). Pb dan Cd masuk ke dalam insang secara difusi
+
pasif melalui kompetisi dengan Ca2 , sedangkan logam Cr melalui transrtasi anion dan difusi pasif. Kompetisi
+
tersebut terjadi pada bagian channel Ca2 di membran insang (Wood, et al., 2012). Ketiga logam tersebut nantinya
akan terikat ke lapisan lendir pada sel mukus lamela membentuk ikatan kompleks yang mampu mengikat
kelompok hidroksil, karboksil, sulfhidril, dan asam amino.. Pengikatan tersebut terjadi karena keberadaan
glikoprotein yang menjadi komposisi utama penyusun lendir pada insang (Macdonald et al., 2002 dalam Ahmed,
2013; Irnidayanti, 2015).
Potensi bioakumulasi logam berat sering di nilai dari faktor bioakumulasi (BAF). Menurut Gobes dan
Duane (2000); McGeer et al. (2004); Nendza et al. (2014) bahwa faktor bioakumulasi adalah rasio konsentrasi
logam dalam organisme dengan konsentrasi logam yang berasal dari berbagai sumber, seperti udara, makanan
dan air.
Berdasarkan hasil analisis BAF pada insang ikan bandeng (C. chanos, Forskal) untuk logam Cr
menunjukan bahwa nilai BAF ≥ 10 sehingga bersifat akumulator logam yang baik (hiperakumulator), sedangkan
untuk logam Pb dan Cd sendiri hanya memiliki nilai BAF > 1, sehingga hanya bersifat akumulator logam.
Gambar 2. Faktor bioakumulasi (BAF) logam berat Pb, Cd, dan Cr pada insang ikan bandeng (C. chanos, Forskal) di
pertambakan Trimulyo
Akumulasi tertinggi dari ketiga logam berat, yaitu logam Cr. Logam Cr terdiri atas logam Cr(VI) dan Cr(III).
pH mampu mempengaruhi daya larut logam Cr, dimana pada pH tinggi kelarutan logam Cr IV akan semakin tinggi
(Fatoni, 2014). Ion logam Cr(IV) yang berada dalam tubuh akan melakukan persenyawaan dengan Pb, Ca dan Zn
yang sulit untuk dieliminasi. Sukarnya logam Cr dieliminasi oleh tubuh tersebut sehingga keberadaannya jauh lebih
tinggi dibandingkan logam Pb dan Cd (Widowati, et al., 2008; Palar, 2009). Hasil analisis juga menunjukan bahwa
akumulasi logam Cd pada insang lebih besar dibanding logam Pb. Hal tersebut dikarenakan sifat logam Cd yang
mampu melakukan pengikatan kuat dengan gugus –SH pada kompleks ikatan metallothionin (Yap et al., 2006).
Pemanfaatan Sumberdaya Hayati dan Peningkatan Kualitas Lingkungan
149
Seminar Nasional Biologi II tahun 2015
4. SIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa konsentrasi logam berat Pb, Cd, dan Cr pada
insang ikan bandeng (C. chanos, Forskal) di pertambakan Trimulyo belum melebihi ambang batas baku mutu
cemaran logam berat untuk ikan, yaitu Pb : 0,3 mg/kg, Cd : 0,1 mg/kg, dan Cr : 1 mg/kg yang ditentukan oleh SNI
7387 (2009) dan WHO/FAO (2011). Berdasarkan perhitungan BAF didapatkan bahwa insang ikan Bandeng (C.
chanos, Forskal) bersifat hiperakumulator untuk logam Cr, sedangkan untuk logam Pb dan Cd bersifat akumulator
logam.
SARAN
Penelitian ini dapat dijadikan referensi mengenai kualitas air dan kualitas ikan bandeng (C. chanos,
Forskal) di pertambakan Trimulyo, Kota Semarang.
REFERENCES
[1] Ahmed, Md.K., Habibullah, Md., Elora, A.M., Mosammat, P., Mohammad, S.K. 2013. Arsenic Induced Toxicity and
Hispathological Changes In Gill and Liver Tissue Of Freshwater Fish, Tilapia (Oreochromis mossambicus). Journal
ElSEVIER. 65(6):903-909.
[2] APHA AWWA WEF. 1999. Standard Methods For The Examination of Water and Wastewater.
[3] Azhar, C. 2004. Kandungan Logam Berat Cd (Cadmium), Pb (Timah Hitam), Dan Zn (Seng) Dalam Daging Ikan Bandeng,
Ikan Baronang, Dan Ikan Kakap Putih Yang Diperoleh Dari Perairan Belawan. Jurnal Komunikasi Penelitian. 16(5) 2004.
[4] BLHPJT (Badan Lingkungan Hidup Propinsi Jawa Tengah dan Program Pengelolaan Lingkungan Hidup Indonesia-Jerman
(ProLH-GTZ)). 2002. Rencana Pengelolaan Kualitas Air Daerah Aliran Sungai Babon Semarang.
[5] BLHPJT (Badan Lingkungan Hidup Propinsi Jawa Tengah dan Program Pengelolaan Lingkungan Hidup Indonesia-Jerman
(ProLH-GTZ)). 2005. Rencana Pengelolaan Kualitas Air Daerah Aliran Sungai Babon. Semarang.
[6] Braunbeck, T., Hinton, D.E., Streit, B. 1998. Fish Ecotoxicology. Springer Basel AG.ISBN 978-3-0348-9802-7.
[7] FAO/WHO (Food and Agriculture Organization Of The United Nations/World Health Organization. 2011. Joint FAO/WHO
Food Standards Programme Codex Committee On Contaminants In Foods. Fifth Session The Hague, The Netherlands, 2125 March 2011.
[8] Fatoni, A. 2014. Hubungan Antara pH dan C-Organik Terhadap Ion Logam Cr(VI) Pada Tanah Bekas Pertambangan : Kajian
Reaksi Kimia. Prosiding Seminar Nasional Lahan Suboptimal. ISBN: 979-587-529-9.
[9] Gobas, F.A.P.C., Duane, B.H. 2000. Review of Environment Canada’s Bioaccumulation Assessment. Simon Fraser
University, Burnaby, British Columbia, Canada V5A 1S6.
[10] Irnidayanti, Y. 2015. Toxicity and Traces of Hg, Pb and Cd in the Hepatopancreas, Gills and Muscles of Perna viridis from
Jakarta Bay, Indonesia. Pakistan Journal of Biological Sciences, 18:94-98.
[11] KMNLH (Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup), 2004. Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 51
Tahun 2004 Tentang Baku Mutu Air Laut Untuk Biota Laut. Menteri Negara Lingkungan Hidup. Jakarta.
[12] Kohar, I., Ryanto, B., Diana, I., Nanik, S.W. 2005. Studi Kandungan Logam Berat Dalam Daging Ikan Dari Tambak Yang
Dekat Dan Yang Jauh Dari Daerah Industri. Berk. Penel. Hayati. 10(111-115).
[13] KT (Kelurahan Trimulyo). 2010. Data Perindustrian Kelurahan Trimulyo. Kecamatan Genuk. Kota Semarang.
[14] Martuti, N.K.T. 2012. Kandiungan Logam Berat Cu Dalam Ikan Bandeng Studi Kasus Di Tambak Wilayah Tapak
Semarang. Prosiding Seminar Nasional Pengelolaan Sumber daya alam dan Lingkungan. Semarang.
[15] McGeer, J., Gerry, H., Roman, L., Nicholas, F., Keith, S., John, D. 2004. Issue Paper On The Bioavailability And
Bioaccumulation Of Metals. U.S. Environmental Protection Agency. Risk Assessment Forum 1200 Pennsylvania Avenue.
NW Washington. DC 20460.
[16] Nendza, M., Henriette, S., Aurelia, L., Christian, S. 2014. Bioaccumulation Processes and Mechanisms: Implications For
Experimental Assessments and Modelling. SETAC Europe. Annual Meeting in Basel. Switzerland.
[17] Palar, H. 2008. Pencemaran Dan Toksikologi Logam Berat. Jakarta : Rineka Cipta.
[18] Prayitno, S.B. 2000. Determination of Mercury’S Bioaccumulation Factor In Milkfish (Chanos-chanos) Of Semarang
Municipalaty Fishponds Using Neutron Activation analysis. Journal of Coastal Development. 3(3):655-661.
[19] Ross, N.K. 2005. Sample Design For Educational Survey Research. UNESCO International Institute For Educational
Planning. France.
[20] SNI, 2009. Batas Maksimum Cemaran Logam Berat Dalam Pangan. SNI 7387:2009.
[21] Suprapti, N.H. 2012 . Pola Bioakumulasi Logam Berat Chromium (Cr) Pada Berbagai Organisme Berdasarkan Kebiasaan
Hidup Di Daerah Pertambakan Trimulyo Semarang Jawa Tengah. Disertasi. Program Doktor Manajemen Sumber daya
Pantai. Program Pasca Sarjana, Universitas Diponegoro. Semarang.
[22] Suyanto, A., Sri. K., Retnaningsih. 2012. Residu Logam Berat Ikan Dari Perairan Tercemar Di Pantai Utara Jawa Tengah.
Jurnal Pangan dan Gizi. 1(2). Tahun 2010.
Pemanfaatan Sumberdaya Hayati dan Peningkatan Kualitas Lingkungan
150
Seminar Nasional Biologi II tahun 2015
[23] Widi, K. 2011. Kandungan Khromium (Cr) Pada Udang Putih (Penaeus vannamei) Dan Udang Tenger (Metapenaeus sp )
Di Tambak Bandeng Sekitar Sungai Babon Semarang. Undergraduate Thesis. UNDIP.
[24] Widowati, W., Astiana, S., Raymond, J. 2008. Efek Toksik Logam. Jogyakarta: ANDI Yogyakarta.
[25] Wood, C.M., Anthony, P.F., Colin, J.B. 2012. Homeostatis and Toxicology of Non-essential Metals. Fish physiologi. 31B.
[26] Yap, A. Ismail, A.R. Ismail, S.G. Tan. 2006. Wetland Sci. 4 247
[27] Yulaipi, S., Aunurohim. 2013. Bioakumulasi Logam Berat Timbal (Pb) dan Hubungannya dengan Laju Pertumbuhan Ikan
Mujair (Oreochromis mossambicus). Jurnal Sains dan Seni Pomits. 2(2):2337-3520.
Pemanfaatan Sumberdaya Hayati dan Peningkatan Kualitas Lingkungan
151