Depurasi Logam Berat pada Kerang Hijau

Efektivitas Depurasi Merkuri pada Kerang Hijau (Perna viridis L.) dan
Kerang Darah (Anadara granosa L.) dengan Penggunaan Ozon,
Kitosan dan Teknik Hidrodinamik
Oleh:
Endar Widiah Ningrum
Pembimbing:
Dr Ir Dedy Duryadi Solihin, DEA
Dr Nurlisa A. Butet, MSc
Outline
Pendahuluan
Bahan dan metode
Hasil
Pembahasan
Simpulan
Daftar pustaka
Pendahuluan
Kekerangan:
48.449 ton/tahun
(DJPB KKP 2011)
1. Rumput laut 10 milyar
ton
2. Kerapu 996 juta ton
3. Kekerangan 196 juta ton
(DJPB KKP 2011)
Jakarta (DJPB KKP 2013)
Sales,
Komoditas
kekerangan Luar
nasional
Jawa
(7.9…
Jawa (40.454
ton) Sales,
Jawa
Luar Jawa
(7.995 ton)
(40.4
54…
DKI Jakarta: 25.935 tons (DJPB KKP 2011)
Teluk Jakarta telah terkontaminasi
Kontaminan merkuri terdeteksi sebesar
(0.067 ppm) (Riyadi et al 2015)
Konsentrasi standar merkuri pada
perairan untuk biota adalah kurang
dari 0.001 ppm
(Kepmen LH No. 51 2004)
Google map
Usaha untuk
menghilangkan atau
mengurangi konsentrasi
merkuri
Depurasi
Efektivitas depurasi di dalam
menurunkan konsentarasi
merkuri
Metode depurasi
tradisional:
√ perendaman
√ pencucian
√ perebusan
• Kerang organisme filter feeder
• Hidup menempel pada
substrat atau pada sedimen
• Akumulasi kontaminan pada
tubuh kerang
Pengaturan temperatur untuk
mereduksi mikroorganisme dan
kontaminan racunnya
Usaha depurasi dilaporkan
berhasil dengan penggunaan
filter air laut dan penyinaran UV
dalam 6 hari (mereduksi 32.2%
merkuri) (Anacleto et al 2015)
(Yokohama 2002)
Syarat maksimum
konsentrasi merkuri pada
olahan kerang tidak lebih
dari 1.0 ppm BPOM RI
Tujuan penelitian
Efektivitas depurasi dengan
penggunaan ozon, kitosan dan
teknik hidrodinamik
Bahan
Waktu dan tempat
• Cilincing, April-Juli 2015
Bahan dan alat
• Perna viridis L. dan Anadara
granosa L. Ozon terlarut 1.5
ppm, kitosan 0.5 ppm, pompa
1.3m/s, HNO3, HClO4,
akuades
• AAS, refractometer HACH
sension5, pH meter, skala
digital, termometer, hot plate,
erlenmeyer, kertas saring.
Google map
Tabel 1 Rancangan perlakuan depurasi
Perlakuan
Kontrol (tanpa perlakuan)
Bahan penjerap1
Bahan penjerap 2
Teknik hidrodinamik 1.3 m/s
Teknik hidrodinamik 1.3 m/s
Teknik hidrodinamik 1.3 m/s
Kombinasi bahan penjerap
Jenis bahan penjerap
Ozon 1.5 ppm
Kitosan 0.5 ppm
√
√
√
√
√
√
Metode
Hasil
Tabel 1 Parameter terukur pada akuarium percobaan
Parameter
Fisik
Suhu (0C)
Salinitas (ppt)
pH
Perlakuan
Hidrodinamik (m/s) (Lee 2008)
Ozon (ppm) (Wu et al. 2007)
Khitosan (ppm) (Minu et al. 2015)
Bobot segar pada masing-masing perlakuan
Kerang hijau (g)
Kerang darah (g)
Nilai
28 ± 1
34.83 ± 2.369
7.63 ± 0.152
1.3
1.5
0.5
500
400
Lanjutan
Tabel 2 Karakteristik kerang hijau dan kerang darah
Parameter
Karakter fisik
Panjang (cm±SD)
Lebar (cm±SD)
Tebal (cm±SD)
Bobot kerang (g±SD)
Bobot daging (g±SD)
Bobot cangkang (g±SD)
Kandungan proksimat daging
Kadar air rata-rata (%)
Kandungan merkuri pada sampel tanpa perlakuan
bobot kering (ppm ± SD)
bobot basah (ppm ± SD)
Jenis sampel (mean)
Kerang hijau
Kerang darah
6.75±0.315
2.65±0.186
1.41±0.156
3.03±0.364
1.41±0.191
1.63±0.198
2.06±0.119
1.35±0.134
1.17±0.122
1.20±0.126
0.25±0.035
0.95±0.100
81.15±2.680
79.56±2.804
4.05±0.020
0.83±0.004
3.27±0.384
0.53±0.189
Lanjutan
Table 3 Konsentrasi merkuri pada kerang hijau dan kerang darah
Mercury concentration (mean ± SD)
Green mussel (ppm)
Blood cockle (ppm)
Treatments
Dry weight
Wet weight
Dry weight
Wet weight
Control
4.05±0.020a
0.83±0.004
3.27±0.666a
0.53±0.109
1.5 ppm Ozone
0.90±0.024c
0.13±0.003
0.33±0.005d
0.07±0.001
0.5 ppm Chitosan
0.85±0.004d
0.17±0.000
0.39±0.011d
0.09±0.002
1.3 m/s Hydrodynamic
3.22±0.032b
0.50±0.005
0.75±0.006c
0.16±0.000
Hydrodynamic-Ozone
0.50±0.003e
0.17±0.001
2.09±0.004b
0.42±0.000
Hydrodynamic-Chitosan
0.20±0.002f
0.03±0.000
0.43±0.022d
0.06±0.003
Ozone-Chitosan
0.15±0.004g
0.31±0.000
0.45±0.011d
0.10±0.002
Catatan: konsentrasi merkuri diukur pada 10 gram bobot kering kemudian dikonversi
ke dalam bobot basah
120
Mercury
depuration on
green mussel
(% dry weight)
100
80
60
40
20
0
Control
1.3 m/s Hydrody Hydrody
1.5 ppm 0.5 ppm
OzoneHydrody namic- namicOzone Chitosan
Chitosan
namic
Ozone Chitosan
Depuration (%)
0
77.46
79.11
21.53
87.79
94.94
96.51
Concentration
100
22.54
20.89
78.47
12.21
5.06
3.49
Gambar 1 Tren penurunan konsentrasi merkuri pada kerang hijau
120
Mercury
depuration on
blood cockle
(% dry weight)
100
80
60
40
20
0
1.3 m/s Hydrody Hydrody
1.5 ppm 0.5 ppm
OzoneControl
Hydrody namic- namicOzone Chitosan
Chitosan
namic Ozone Chitosan
Depuration (%)
0
87.06
85.07
70.03
17.25
83.71
82.28
Concentration
100
12.94
14.93
29.97
82.75
16.29
17.72
Gambar 2 Tren penurunan konsentrasi merkuri pada kerang darah
Tabel 4 Kondisi fisiologi kerang di dalam akuarium percobaan selama 60 menit
Kondisi fisiologi
Kerang hijau (n=21)
Cangkang
menutup
(x kali/60 Menit)
Kerang darah (n=21)
Rata-rata
lamanya
membuka
(menit)
Ket.
Buka tutup
cangkang
(x kali/60 menit)
Rata-rata
lamanya
membuka
(menit)
Ket.
Perlakuan
Kontrol
Ozon 1.5 ppm
Kitosan 0.5 ppm
Hidrodinamik
Hidrodinamik-ozon
Hidrodinamik-kitosan
Ozon-kitosan
Rata-rata ± SD
7.5±0.707
8
6±0.000
10
8.5±3.535
15±7.071
4
N
N
15.5±2.121
3.87
N
7.06
N
20.5±0.707
2.93
N
11.5±0.707
5.22
N
10.5±0.707
5.71
N
14±2.828
4.28
N
11±4.243
5.45
N
8.5±2.121
7.06
N
7±1.414
8.57
N
7±0.000
8.57
N
19.5±4.949
3.08
N
9 ± 2.799
N
14 ± 4.930
Keterangan:
Kerang dimasukkan ke dalam akuarium, kemudian pengamatan mulai dilakukan pada saat
cangkang dalam posisi membuka.
N = tetap hidup setelah percobaan (Natality)
M = mati setelah percobaan (Mortality)
Tabel 5 Efektivitas depurasi merkuri pada kerang hijau dan darah
Perlakuan
Kontrol
Ozon 1.5 ppm
Kitosan 0.5 ppm
Hidrodinamik
Hidrodinamik-ozon
Hidrodinamik-kitosan
Ozon-kitosan
Mean (ppm)
Subset for alpha = 0.05
Kerang hijau
Kerang darah
4.05a
3.27a
0.90c
0.33d
0.85d
0.39d
3.22b
0.75c
0.50e
2.09b
0.20f
0.43d
0.15g
0.45d
Pembahasan
Pendekatan depurasi
• Eliminasi mikroorganisme-bahan kimia beracunlogam berat-efektivitas (Yokohama 2002)
• Ozon telah digunakan di dalam pertanian untuk
menghilangkan residu pestisida (Wu et al 2007)
• Kitosan dalam konsentrasi rendah telah
digunakan untuk mengeliminasi kontaminasi logam
berat dari perairan tercemar (Minu et al 2015)
• Teknik hidrodinamik telah digunakan bersama
penyinaran UV dan filtrasi air laut untuk
mengeliminasi logam berat
(Anacleto 2015)
Lanjutan..
Efektivitas depurasi
Pada kerang hijau:
• Penurunan konsentrasi merkuri menunjukkan
perbedaan diantara kontrol dan perlakuan (P<0.000)
Pada kerang darah:
• penurunan konsentrasi merkuri menunjukkan
perbedaan antara kontrol dan perlakuan (P<0.000)
tetapi tidak berbeda signifikan antara ozon dan
kitosan, kombinasi teknik hidrodinamik-kitosan dan
ozon-kitosan
Depurasi terbaik:
Kerang hijau: dari 4.05 ppm menjadi 0.15 ppm
(96.51%) dengan kombinasi ozon-kitosan
Kerang darah: dari 3.27 ppm menjadi 0.33 ppm
(87.06%) dengan ozon
Simpulan
Efektivitas depurasi merkuri terbaik pada kerang hijau dengan
perlakuan ozon-kitosan, hidrodinamik-kitosan dan hidrodinamikozon dengan penurunan konstrasi merkuri (96.51%, 94.94% dan
87.79%). Efektivitas depurasi terbaik pada kerang darah dengan
perlakuan ozon, kitosan, hidrodinamik-kitosan dan ozon-kitosan
dengan hasil penurunan berturut-turut sebesar (87.06%, 85.07%,
83.71% dan 82.28%).
Saran
• Depurasi untuk kerang hijau: hidrodinamikkitosan atau hidrodinamik-ozon
• Depurasi untuk kerang darah: ozon, kitosan
atau kombinasi ozon-kitosan
DAFTAR PUSTAKA
[AOAC] Association Official Agriculture Chemists. 2002. Official Methods of
Analysist of Chemicals Contaminants, Drugs. Ed ke-7. Meryland (USA): AOAC
International.
[DJBP] Direktorat Jenderal Kementrian Budidaya Perikanan Kementrian Kelautan dan
Perikanan. 2011. Produksi Budidaya Laut Menurut Jenis Ikan dan Provinsi. Jakarta
(ID): DJBP (diakses 16 September 2015 di http://www.djpb.kkp.go.id/ )
[SPSS] 2015. SPSS Base 22.00 User’s Guide. Chicago (USA): SPSS Inc.
AnacletoP, Luisa A, Leonor M. 2015. Effects of depuration on metal levels and health
status of bivalve molluscs. J Food Control. 47: 493-501.
Costa FN, Maria GAK, Geysa BB, Stacy F, Anne HF. 2016. Preliminry result of
mercury levels in raw and cooked seafood and their public health impact. J Food
Chemistry. 192: 837-841.
Everaarts JM, Swennen C. 1987. Heavy metals (Zn, Cu, Cd, Pb) in some benthic
invertebrate species and in sediment from three coastal area in Thailand and
Malaysia. J Science Social Thailand.13: 189-203.
Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No 51 tahun 2004 tentang Baku Mutu
Air Laut untuk Biota Laut.
Kyzas GZ, Kostoglou M. 2015. Swelling-adsorption interactions during mercury and nickel ions removal by
chitosan derivatives. J Separation and Purification Technology. 149: 92-102.
Lee R, Lovatelli A, Ababouch L. 2008. Bivalve Depuration: Fundamental and Practical Aspects. Rome (ITA):
Foodand Agricultural Organization of the United Nation.
Minu M, Kumar N, Shilpa J. 2015. Role of gymnemic acid-chitosan nanoparticles in mercury removal from
wastewater. J Chitin and Chitosan Science. 9: 68-76.
Peraturan Kepala Badan Pengawas Obat dan Makanan Republik Indonesia tahun 2009 tentang Penetapan Batas
Maksimum Cemaran Mikroba dan Kimia dalam Makanan.
Riyadi AS, Itai T, Hayase D, Isobe T, Horai S, Miller TW, Omori K, Sudaryanto A, Ilyas M, Setiawan IE, et al.
2015. Comparison of trophic magnification slopes of mercury in temperate and tropical regions Case
studies in Oregon coast, USA, Sanriku coast, Japan and Jakarta Bay, Indonesia. Mag. STAGE.
Srisunont C, Sandhya B. 2015. Uptake, release, and absorption of nutrien into the marine environment by green
mussel (Perna viridis L.). Marine Pollution Bulletin. 97: 285-293.
Tremblay I, Guderley HE, Himmelman JH. 2012. Swimming away or clamming up: the use of phasic and tonic
adductor muscles during escape responses varies with shell morphology in scallops. J. Exp. Biol. 4: 131143.
Tremblay I, Samson DM, Guderley HE. 2015. When behavior and mchanics meet: Scallop swimming capacities
and their hinge ligament. J Shellfish Res. 2: 203-212.
Wu J, Luan T, Lan C, Wai T, Lo H, Yuk G, Chan S. 2007. Removal of residual pesticides on vegetable using
ozonated water. J Food Control. 18: 466-472.
Yokohama A, Park H. 2002. Depuration kinetics and persistence of the Cyanobacterial toxin microcystin-LR in
the Freshwater Bivalve Unio douglasiae. J Environ. Toxicol. 18:61-67.
terima kasih