Cr - ETD UGM

BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kromium (Cr) merupakan logam transisi, yang digunakan dalam industri
penyamakan kulit dan pelapisan logam, untuk pengawetan kayu, dan sebagai
pewarna dalam industri tekstil dan keramik (Marchese et al. 2008). Penggunaan
logam tersebut mengakibatkan Cr dapat terkandung dalam limbah cair industri.
Pelepasan limbah cair ke lingkungan perairan tanpa melalui proses pengolahan
limbah yang lengkap, dapat meningkatkan konsentrasi logam tersebut (Parlak et
al. 1999). Konsentrasi Cr di lingkungan perairan alami sekitar 1-10 µg L-1 (Dodds
2002; Eisler 1986).
Pada lingkungan perairan, Cr umumnya ditemukan dalam bentuk ion Cr3+
dan Cr6+. Krom tersebut dapat terjadi dalam bentuk kation bebas dan berasosiasi
dengan partikel tersuspensi. Kerang air tawar meng-uptake Cr langsung dari air,
baik dalam bentuk terlarut maupun yang berasosiasi dengan partikel makanan.
Logam dapat masuk ke dalam tubuh suatu organisme melalui difusi pasif,
transport aktif intra/ antar sel maupun endositosis (Veltman et al. 2008). Logam
tersebut selanjutnya dapat terdistribusi dan terakumulasi di antara organ dan
jaringan (Fisher et al. 1996; Marchese et al. 2008; Palaniappan and Karthikeyan
2009; Parlak et al. 1999). Besarnya akumulasi logam yang masuk ke dalam
jaringan/ organ dipengaruhi oleh tingkat absorpsi dan eliminasi logam tersebut
(Veltman et al. 2008). Bagi organisme, Cr3+ merupakan kofaktor yang diperlukan
dalam metabolisme glukosa, lipid, dan protein (Eisler 1986; Hazra dan Chaudhuri
2002). Tetapi pada konsentrasi tinggi, Cr3+ bersifat toksik. Bentuk ion Cr6+
diketahui bersifat paling toksik, mempunyai kelarutan yang tinggi dalam air, dan
agen oksidasi kuat yang dapat menyebabkan kerusakan membran sel (Marchese
et al. 2008). Interaksi antara Cr dengan DNA dapat menyebabkan beberapa
perubahan struktur DNA, seperti modifikasi basa DNA, ikatan DNA menjadi
rusak, depurinasi, dan pindah silang (Steinert et al. 1998).
3
Kerang telah digunakan sebagai hewan uji dalam penelitian ekotoksikologi,
karena bersifat filter-feeder dan mempunyai pergerakan yang terbatas, sehingga
dapat mengakumulasi logam yang ada di lingkungan sekitarnya (Kurnia et al.
2010; Liu et al. 2010). Kemampuan kerang dalam mengakumulasi suatu bahan
pencemar tertentu dapat menimbulkan berbagai efek toksik tertentu, tergantung
dari bahan pencemar yang terakumulasi. Kadar polutan terlarut dapat
menyebabkan kondisi lethal sampai sub-lethal dalam populasi organisme, seperti
lambatnya membuka cangkang. Selain itu terdapat agen perantara berupa
genotoksik yang menyebabkan perubahan pada genom sel sehingga memicu
terbentuknya mutasi dan tumor (Villela et al. 2006). Tingkat kerusakan DNA
yang dapat dilihat adalah kerusakan DNA genom yang terjadi pada sel somatik,
apabila terjadi pada alat reproduksi maka akan terjadi mutasi (Steinert et al.
1998). Efek pemaparan Cr dalam penelitian ini perlu diketahui seberapa besar
kerusakan DNA, khususnya untuk DNA genom sel insang.
Penelitian ini menggunakan kerang air tawar A. woodiana yang diberi
perlakuan menggunakan logam Cr. Hasil yang diamati adalah distribusi dan
bioakumulasi Cr pada organ tertentu dari A. woodiana serta tingkat kerusakan
DNA genom sel insang akibat efek toksik yang ditimbulkan.
B. Perumusan Masalah
Krom merupakan salah satu logam yang dalam konsentrasi tinggi dapat
bersifat toksik bagi organisme. Konsentrasi logam tersebut cenderung mengalami
peningkatan di ekosistem perairan air tawar, akibat masuknya buangan limbah
yang mengandung Cr. Anodonta woodiana merupakan salah satu komponen
penting dalam rantai makanan ekosistem perairan air tawar, khususnya ekosistem
sungai.
Penelitian tentang distribusi dan bioakumulasi logam Cr dan efeknya
terhadap kerusakan DNA genom sel insang A. woodiana belum banyak
dilakukan. Informasi mengenai distribusi, bioakumulasi, dan efek logam Cr pada
kerang tersebut dapat memberikan gambaran mekanisme uptake dan detoksifikasi
serta toksisitas logam tersebut (Croteau and Luoma 2005). Beberapa organ serta
lokasi yang penting untuk diketahui tingkat akumulasinya adalah cairan ekstra
4
pallial (EPF), cairan hemolimfa (HML), insang, otot adductors, mantel, kaki,
intestinum, dan ginjal. Akumulasi logam Cr ini menimbulkan efek toksik tertentu,
sehingga dapat pula menimbulkan kerusakan DNA genom sel, salah satunya pada
organ insang A. woodiana.
Dalam penelitian ini dapat dibangun pertanyaan ilmiah, yakni bagaimana
distribusi dan bioakumulasi logam Cr di tiap organ pada kerang A. woodiana?
Bagaimana efek toksik logam Cr terhadap kerusakan DNA genom sel insang A.
woodiana?
C. Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Mempelajari distribusi dan bioakumulasi Cr pada Anodonta woodiana.
2. Mempelajari efek logam Cr pada kerusakan DNA genom sel insang.
D. Manfaat
Manfaat dari penelitian ini adalah dapat diketahui kemungkinan mekanisme
uptake dan detoksifikasi Cr, organ/ jaringan yang mudah mengakumulasi Cr, dan
besarnya efek toksik Cr pada Anodonta woodiana. Hal ini dapat memberikan
informasi seberapa besar pengaruh akumulasi Cr terhadap tingkat kerusakan
DNA genom sel yang ditimbulkan akibat toksisitas logam Cr, khususnya pada
organ insang. Kerusakan DNA genom sel yang diamati bersifat kualitatif,
sehingga mampu menggambarkan secara umum seberapa besar pengaruh Cr
terhadap kerusakan struktur ikatan DNA genom sel yang terfragmentasi.
5