(Chromium) DI SUNGAI SERANG DITINJAU DARI KUALITAS AIR

PENCEMARAN LOGAM Cr (Chromium) DI SUNGAI SERANG DITINJAU DARI
KUALITAS AIR, CANGKANG DAN STRUKTUR MIKROANATOMI INSANG
Anodonta woodiana Lea.
THE CHROMIUM ACCUMULATION OF SERANG RIVER
WATER QUALITY, SHELL AND GILLS MICROANATOMY STRUCTURE OF
Anodonta woodiana Lea
Cynthia Permata Sari, Sunarto, Edwi Mahajoeno
Department of Biology , Faculty of Mathematics and Natural Sciences,
Sebelas Maret University, Surakarta
ABSTRACT
Chromium metal is one of the toxic heavy metal for any organism. Cr can
penetrate into sel very fast. Chromium would be disturb working of enzim, its make
metabolism and functional system of the body disturbed. Anodonta woodiana Lea is
one of aquatic animal that very responsible to heavy metal. It is a filter feeder animal
lived on bottom of water. This animal can be use to indicator of water quality.
The aim this research is to find chromium pollution values at Serang River
water in physic (temperatures), chemicals (puissance negative de H and dissolved
oxygen) and biological aspects. Especially with checking shell thickness index and
gills anatomy structures of Anodonta woodiana Lea.
The survey research sample has taken in three check points station at Serang
River. Physic and chemicals factor measured at location in Serang River. The heavy
metal analysis with FAAS method and microanatomy preparation has taken in
laboratory. Data collected from chromium research analyzed with ANAVA and
continued to DMRT if different data found using 5 % significant value. The Pearson
Correlation statistics method using to find relation between environmental factors and
chromium accumulation value.
The research on Serang River found that the river water quality still
adequate to used as third class water fuction which regulated in Peraturan Pemerintah
Republik Indonesia No 82/2001. The research found water quality parameter value
on temperature 29,7° C, pH 7,39 and DO 4,91 ppm (average value). Meanwhile,
chromium heavy metal analysis founded that chromium accumulation average valued
on Serang River higher than water quality standard on PPRI 82/2001 with 0,05 ppm.
Negative correlation between Cr accumulation on water and temperature 20,2%, DO
93,3%. pH 83,3% has positive correlation. The study in Anodonta woodiana Lea shell
thickness showed value 2-3 mm as effect of deficiency.
Keywords : chromium metal, water quality, Anodonta woodiana Lea
1
2
PENDAHULUAN
Menurut Undang-Undang Pengelolaan Lingkungan Hidup Nomor 23 tahun
1997 pasal 1 ayat 13 pencemaran lingkungan hidup adalah masuknya atau
dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi, dan/atau komponen lain ke dalam
lingkungan hidup oleh kegiatan manusia sehingga kualitasnya turun sampai ke
tingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan hidup tidak dapat berfungsi sesuai
dengan peruntukannya.
Adanya logam-logam berat seperti Cr di perairan tentunya berdampak buruk
bagi organisme yang hidup di perairan tersebut karena daya racun yang dimiliki oleh
bahan aktif dari logam berat akan bekerja sebagai penghalang kerja enzim dalam
proses fisiologis dan metabolisme tubuh organisme yang menyebabkan enzim tidak
berfungsi sebagaimana mestinya sehingga proses metabolisme terputus. Di samping
itu, logam Cr juga dapat terakumulasi dalam tubuh dan masuk dalam rantai makanan,
sehingga pada tingkat tropik yang lebih tinggi akumulasi logam tersebut sangat
tinggi, akibatnya timbul keracunan yang pada tingkat kronis dapat mengakibatkan
kematian (Palar, 1995, Darmono, 1995 dan Lu, 1994).
BAHAN DAN METODE
Bahan :
Dalam penelitian ini digunakan bahan-bahan sebagai berikut Anodonta
woodiana Lea sejumlah 15 ekor dengan pengambilan 5 ekor di setiap stasiun, air
sampel dari setiap stasiun; lumpur dari sedimen sungai; bahan-bahan kimia yang
digunakan untuk pembuatan preparat mikroanatomi yaitu preparat irisan (section)
dengan metode paraffin terdiri dari : Larutan Bouin, Toluol, Alkohol bertingkat (
80% - 100% ), Haematoxylin Ehrlich-Eosin, Canada balsam, Mayers albumin, Xylol
dan paraffin, Formalin 4% untuk awetan Anodonta woodiana Lea; Bahan-bahan
kimia untuk analisis kualitas air limbah Cr total : Larutan induk Cr, HNO3 dan Gas
Asetilena.
3
Alat :
Dalam penelitian ini digunakan alat-alat sebagai berikut : ember plastik,
botol plastik, termometer elektrik, DO meter, pH meter, Eckman grab, Secchi disk,
alat bedah, alat untuk pembuatan preparat mikroanatomi berupa bak paraffin, gelas
benda, gelas penutup, mikrotom putar, oven, thermostat, botol flakon, holder kayu,
mikroskop, alat fotomikrografi, set FAAS merk SHIMADZU AA-6050F.
Penelitian ini menggunakan metode survei. Pengambilan sampel air,
sedimen, Anodonta woodiana Lea seberat 100-150 gr pada tiga stasiun dengan 5 kali
ulangan. Pengukuran kualitas fisik dan kimia air dilakukan secara langsung di tempat.
Pengukuran kadar Cr dengan FAAS (Flame Atomic Adsorbtion Spectrofotometry)
dan pembuatan preparat di laboratorium.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Tabel 1. Hasil Kualitas Perairan Sungai Serang
Parameter
Stasiun I
Stasiun II
Stasiun III
Baku Mutu
lingkungan
Suhu
29,3ºC
30,5ºC
29,3ºC
Deviasi 31
pH
7,35
7,28
7,53
6 – 91
DO
5,04
4,93
4,76
4 (minimum)1
Kadar Cr air
0,05
0,05
0,06
0,051
0,0162
Suhu, pH dan DO masih berada dalam batas baku mutu menurut PP RI No
82 tahun 2001. Secara umum kondisi-kondisi parameter fisik dan kimia kualitas air
tersebut masih berada di bawah batasan nilai maksimum pencemaran air kelas III
(sesuai peruntukkan sungai) dalam PP RI No 82 tahun 2001, kecuali pada nilai
kromium stasiun 3 yang sedikit telah melewati ambang batasan :
4
Tabel 2. Hasil Korelasi Pearson
Faktor
Korelasi Pearson (r) kandungan Cr
lingkungan
air
sedimen
cangkang
insang
suhu
-0,202
-0,296
-0,029
0,099
pH
0,833
0,895
0,685
0,564
DO
-0,933
-0,944
-0,833
-0,789
Cr air
1
0,984
0,911
0,853
Suhu mempunyai korelasi yang positif terhadap kandungan Cr dalam air
sebesar -0,202. Hal ini berarti bahwa 20,2% kandungan logam Cr dalam air
dipengaruhi oleh suhu dan sisanya merupakan faktor lain. Pada sedimen suhu
berkorelasi negatif sebesar 29,6% dan pada cangkang juga menunjukkan korelasi
negatif sebesar 2,9%. Suhu mempunyai korelasi positif sebesar 9,9% terhadap insang.
Hasil korelasi menunjukkan hubungan positif antara pH dengan kandungan
Cr dalam air, sedimen, cangkang dan insang. pH memberikan pengaruh terbesar
terhadap kandungan Cr di dalam sedimen sebesar 89,5%.
DO merupakan faktor terbesar yang berpengaruh terhadap kandungan Cr
dalam air dan sedimen. DO berkorelasi negatif terhadap kandungan Cr dalam air
sebesar 93,3% dan dalam sedimen sebesar 94,4%. Pada cangkang DO mempengaruhi
sebesar 83,3% dan pada insang sebesar 78,9%. DO menunjukkan besarnya oksigen
yang terlarut dalam perairan. Semakin tinggi nilai DO pada air akan membuat
berkurangnya kadar logam Cr dalam air dan sedimen. Hal ini dikarenakan adanya
kandungan oksigen yang cukup tinggi pada air sehingga dapat mengikat dan
mengoksidasi logam Cr.
5
Tabel 3. Kandungan logam Cr pada insang (ppm)
Stasiun1
Stasiun 2
Stasiun 3
0,45
0,65
1,164
0,422
1,13
1,178
0,532
0,97
1,86
0,101
0,925
1,209
0,047
0,75
1,204
Kadar Cr pada insang Anodonta woodiana Lea pada setiap stasiun memiliki
variasi berbeda. Kandungan logam Cr pada stasiun 1 memiliki rata-rata sebesar
0,5864 ppm, stasiun 2 sebesar 0,8028 ppm dan akumulasi terbesar pada stasiun 3
sebesar 1,192 ppm. Hasil pengamatan struktur mikroanatomi insang Anodonta
woodiana Lea, kondisi insang mengalami perubahan di antaranya adalah nekrosis,
hypertrophy dan degenerasi sel-selnya. Semakin tinggi akumulasi logam Cr yang ada
pada insang semakin tampak perubahan struktur anatominya sampai terjadinya
nekrosis.
Keterangan :
Keterangan :
1. sel pilar
1
2. sel darah
3. membran basalis
2
4. sel epitel
3
4
Gambar 1. Struktur mikroanatomi insang stasiun 1 terpapar Cr 0,047-0,532 ppm
6
Struktur mikroanatomi insang pada stasiun 1 menunjukkan bahwa membran
basal masih dalam keadaan utuh, sel epitel mengalami edema dan ada yang tampak
pecah. Hal ini mungkin disebabkan karena adanya logam Cr yang masuk ke dalam sel
epitel sebagai bagian terluar dari insang. Logam Cr yang terakumulasi pada stasiun
ini mempunyai rentang antara 0,047-0,532 ppm.
Struktur insang pada stasiun satu tidak terlalu tampak perbedaan dengan
struktur normalnya. Hal ini karena akumulasi logam Cr yang kecil pada stasiun satu.
Sel epitel susunannya mulai tidak teratur hal ini mungkin karena adanya logam berat
yang berikatan dengan metaloenzim. Bahan pencemar dapat masuk ke dalam tubuh
ikan melalui tiga cara yaitu melalui rantai makanan, insang dan difusi permukaan
kulit (Hutagalung, 1984)
Keterangan :
1.membran basal mengalami
1
kerusakan
2
2.lakuna tidak ada sel darah
3. lakuna menyempit
3
Gambar 2. Struktur mikroanatomi insang stasiun 2 terpapar Cr 0,65-1,13 ppm
Pada stasiun kedua struktur insang mengalami kerusakan membran basalis,
lakuna mulai menyempit dan tidak ada sel darah. Insang pada stasiun ini terpapar
logam Cr sebesar 0,65-1,13 ppm. Insang mengalami pembengkakan disertai susunan
sel epitel yang tidak teratur. Hal ini mungkin karena adanya kerusakan pada jaringan
7
darah kapiler yang menyusun epithelium. Penyempitan lakuna menyebabkan
gangguan pernapasan dan efisiensi fungsi insang. Peningkatan jumlah sel akibat
adaptasi fisiologis secara permanen, atau paling tidak untuk beberapa waktu tertentu
disertai perubahan struktural dan biasanya ditandai proliferasi sel “siklus sel” atau
ditandai dengan proses mitosis (Caturi dkk., 2003).
Keterangan :
1. kematian sel darah
2.
2. dua lamela menyatu
1
3. kematian sel epitel
2
3
Gambar 3. Struktur mikroanatomi insang stasiun 3 terpapar Cr 1,164-1,86 ppm
Pada gambar di atas tampak adanya lamella yang bersatu akibat terjadinya
hypertrophy. Akumulasi kromium yang besar antara 1,164-1,86 ppm membuat
terjadinya kematian sel. Logam Cr mungkin menghambat enzim yang berperan untuk
pembelahan sel sehingga tidak terjadi pertumbuhan sel baru yang mengakibatkan
nekrosis. Akumulasi logam berat pada insang dapat menyebabkan terjadinya
anoxemia yaitu terganggunya fungsi pernapasan berupa sirkulasi dan ekskresi dari
insang.
8
Tabel 4. Indeks ketebalan cangkang (mm)
Stasiun 1
Stasiun 2
Stasiun 3
3,375
3,1
2,5
3,11
3,25
2,5
3
3,2
3
3,5
3
2,66
3,16
3,125
2,45
Indeks ketebalan cangkang lebih kecil dari 5 mm diindikasikan sebagai
adanya pengurangan ketebalan cangkang (Alzieu et.al; 1982), sementara indeks
diatas 10 mm merupakan ukuran yang normal (Alzieu and Portmann, 1984). Dari
tabel diatas menunjukkan bahwa ketiga stasiun mengalami defisiensi ketebalan
cangkang. Adanya logam Cr yang masuk ke dalam tubuh Anodonta woodiana Lea
akan mengganggu aktivitas fisiologis dari hewan ini. Cangkang merupakan organ
pelindung yang terbuat dari kalsiun karbonat. Cangkang akan bersifat rapuh setelah
bereaksi dengan logam berat.
Semua stasiun mengalami penurunan indeks ketebalan cangkang. Indeks
ketebalan cangkang semakin kecil dari stasiun1 sampai 3. Stasiun 3 menunjukkan
adanya penurunan ketebalan cangkang yang paling besar. Hal ini sebagai akumulasi
logam Cr yang besar pada stasiun 3. Pada stasiun ini Cr banyak terakumulasi pada
sedimen yang langsung dapat melakukan penetrasi ke dalam sel melalui cangkang
sebagai organ paling luar.
KESIMPULAN
1. Tingkat pencemaran logam Cr di Sungai Serang sebesar 0,05 ppm berada pada
batas baku mutu menurut PP RI No. 82 Tahun 2001.
2. Kandungan chromium secara umum berkorelasi positif terhadap suhu dan pH
perairan. Sedangkan dengan DO kadar Cr akan berkorelasi negatif.
9
3. Penurunan Indeks ketebalan cangkang antara 2-3 mm karena adanya akumulasi
chromium sebesar 23,23 ppm dan perubahan struktur mikroanatomi insang dari
hyperplasia, hypertrophy, dan nekrosis karena akumulasi chromium 0,91 ppm.
DAFTAR PUSTAKA
Alzieu, C., Heral, M., Thibaud, Y., Dardignae, M. J., and Feuillet, M. 1982. Influence
des antisallisures a base d’organostaniques sur la calcification de la coquille
de I’huitre Crassostrea gigas. Rev. Trav. Pech.marit.45.101-116
Alzieu, C & Potrmannn, J. E. 1984. The Effect of Tributyltin on Heculture of
Crassotrea gigas and other species. In Proceedings of the 15th Annual
Shellfish Conference. London : 87-104
Darmono. 1995. Logam dalam Sistem Biologi Makhluk Hidup. UI Press, Jakarta.
Caturi, A.W. 2005. Kandungan Logam Berat Tmbal (Pb) serta Struktur
Mikroanatomi Ctenidia dan Digestive Gland (hepar) Anodonta woodiana Lea
di Sungai Serang Hilir Waduk Kedung Ombo. Skripsi. Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
Hutagalung, H.P. 1984. Logam Berat Dalam Lingkungan Laut. Pewarta Oceana IX
(I) : 12-19
Palar, H. 2004. Pencemaran dan Toksikologi dan Logam Berat. Rineka Cipta,
Jakarta.
Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 23 Tahun 1997 tentang “Pengelolaan
Lingkungan Hidup”.