4. bioindikator - laboratorium oseanografi


Bioakumulasi
peningkatan konsentrasi polutan dari lingkungan ke
organisme pertama dalam rantai makanan
Bioakumulasi mengacu pada bagaimana polutan
memasuki rantai makanan

Biomagnefikasi
peningkatan konsentrasi polutan dari satu link dalam
rantai makanan ke makanan lain
Biomagnifikasi mengacu pada kecenderungan
polutan untuk berkonsentrasi ketika bergerak
dari satu tingkat trofik ke depan
http://redkiteprayer.com/2010/11/bioaccumulation/

Agar biomagnifikasi terjadi, polutan harus:
o
o
o
o
berumur panjang
Mobile
larut dalam lemak
biologis aktif

Pemantauan lingkungan dengan menggunakan
indikator organisme sebagai usaha manusia untuk
melindungi dan mengendalikan lingkungan /
ekosistem
Termasuk : perairan laut, estuari dan pesisir

Ekosistem sehat
Komunitas biotik (ikan banyak)
Karakteristik abiotik

Tujuan :



Deteksi parameter fisika
Deteksi parameter kimia
Prinsip : menggunakan organisme untuk
monitoring, evaluasi & deteksi kondisi lingkungan

Biomonitor mendeteksi perubahan
ekosistem jangka panjang & jangka pendek
Toxicant environment
Streessing organism
Alteration (negative changing) from ecosystem
characteristic
Changing or orgnism survivorship
Restrusturitation of biotic community
Polutan masuk ke
perairan
Perlakuan
Analisa &
kesimpulan
Merubah kualitas air
Respon organisme sbg
respon I
dilihat mll
BIOMONITORING
Data monitoring
Respon komunitas
dilihat mll

Passive biomonitoring

Active biomonitoring

Physical biomonitoring

Detection of behavioral changes of organism

Lab/field assay

Immuno assay

Biomarkers, protein & enzyms

Biological/ecological surveys

Organisme di ekosistem yang digunakan
untuk aktifitas biomonitoring

Syarat :
 Wide distribution
 Active in every season & still in growth time
 Can accumulate toxicant from their
ecosystem without disturbing their
metabolism
 Local species
 Good survivorship

Fish
Long life
Wide trophic level
Easy in sampling & identification
Top food web (accumulate more
toxicant)
Detection the environment
changing in longterm
Easy to sampling & identification
Wide distribution

Benthic
macroinvert
ebrate
Sentinels :
Spesies yang peka terhadap lingkungan yang
sengaja diperkenalkan untuk menjadi target
sebagai alat pemantauan dini (perangkat
peringatan dini)
Detector
spesies yang ditemukan secara alami dalam
target lingkungan
Spesies ini dapat memberikan respon
nyata dan terukur yang disebabkan oleh
lingkungan yang berubah
Exploiters
spesies yang ada di lingkungan yang
mengindikasikan kemungkinan perubahan
dalam lingkungan / polutan
Accumulator
spesies yang mengakumulasi bahan kimia dalam
tubuh mereka (bioakumulasi)
Bioassay organism
organisme tertentu yang digunakan dalam
laboratorium untuk mendeteksi keberadaan /
konsentrasi polutan

Proses yang menggunakan hidup mikroorganisme, atau enzim mereka, untuk
mengembalikan lingkungan yang tercemar
ke kondisi semula atau ditingkatkan

Istilah "bioremediasi" digunakan untuk metode
yang mencoba untuk mempercepat proses alami
http://www.biorem.com/simpli1.gif

Bioremediation can take place :
 Aerobic conditions : microbes need O₂ to
convert contaminants & toxins into water
& carbon
 Anaerobic conditions : in the absence of
O₂, produces energy which is used by
microbes

Biostimulation :
bacteria are motivated to start the process of
bioremediation
first the experts release nutrients and other
important substances in the soil where there is
need or removing the contaminants (form of gas
or liquid)  increases the growth of microbes in
that area  as a result bacteria and other
microorganisms remove the contaminants quickly
and efficiently

Bioaugmentation :
the application of specifically selected bacteria
(microbes) into a wastewater treatment system
If the indigenous population of microbes is not
capable of fully degrading the contaminants 
external source of super microbes are applied to
the contaminated media along with the nutrients
 these externally added microbes multiply and
increase in population while degrading the
contaminants and using the added nutrients





Aromatics (toluene, xylene, benzene, phenol,
naphthalene)
Chlorinated aromatics (chlorobenzene, PCBs)
Chlorinated solvents (chloroform, trichloroethylene
[TCE])
These mostly involve enzymes called oxygenases
Toxic metals (mercury)
Other toxic metals can be taken up or precipitated by
cells
 Cu, Co, Ni, Pb
 Not detoxified but can be removed more easily

Pseudomonas putida
a gram-negative soil
bacterium that is involved
in the bioremediation of
toulene, naphthalene in contaminated soils
• Dechloromonas aromatica
a soil bacteria genus which are capable of
degrading perchlorate and cromatic
compounds.

Nitrosomonas europaea, Nitrobacter hamburgensis,
and Paracoccus denitrificans
Industrial bioremediation is used to clean wastewater
During nitrification, ammonium is oxidized to nitrite by
organisms like Nitrosomonas europaea  further
oxidized by microbes like Nitrobacter hamburgensis
In anaerobic conditions, nitrate produced during
ammonium oxidation is used as a terminal electron
acceptor by microbes like Paracoccus denitrificans 
The result is dinitrogen gas

Skala untuk menunjukkan kualitas
lingkungan dengan menunjukkan jenis-jenis
organisme yang ada di dalamnya

Berdasarkan makroinvertebrata yang masuk dalam
kelompok kategori tergantung pada respon mereka
terhadap pencemaran organik
a)
Pollution intolerant
highly sensitive to pollution
b)
Semi-Pollution intolerant
sensitive to pollution
c)
Semi-Pollution tolerant
will be found in clean and slightly polluted
waterways
d)
Pollution tolerant
will be found in polluted, as well as clean
aquatic ecosystems
(Zimmerman, 1993)

Hilsenhoff (1977) formula :
na

BI 
i i
N
ni : number of specimens in each taxonomic group
ai : pollution tolerance score for that taxonomic group
N : total number of organisms in sample
Family-level pollution tolerance scores for
the Hilsenhoff Biotic Index
(Mandaville, 2002)
Water quality based on Family Biotic Index
(adapted from Hilsenhoff, 1977)

Nilai yang menggambarkan tingkat
kandungan logam berat dalam tubuh
organisme terhadap media hidupnya (air dan
sedimen)

Menunjukkan adanya potensi akumulasi yang
dilakukan biota
BCF(o-w)
BCF (o-s)
C org
C water
C sed.
= Faktor biokonsentrasi (organisme dengan air)
= Faktor biokonsentrasi (organisme dengan sedimen)
= Konsentrasi logam berat dalam organisme
= Konsentrasi logam berat dalam air.
= Konsentrasi logam berat dalam sedimen

Kriteria :
Janssen et al (1991)
nilai BCF > 1 : organisme memiliki kemampuan untuk
mengakumulasi
nilai BCF ≤ 1 : organisme kurang/bahkan tidak memiliki
kemampuan mengakumulasi dalam tubuhnya
van Esch et al. (1977) dalam Amriani et al. (2011)
BCF > 1000
: akumulasi tinggi
BCF berkisar 100-1000 : akumulasi sedang
BCF < 100
: akumulasi rendah