R. Herll Umbara dall HellY Sllsello ISSN 0216 - 3128 149

SIMULASI BIOAKUMULASI Pb dan Cd Pada ANADARAINFLATA DAN BABYLONIA PALIDA

R. Heru Umbara dan Heny SusenoPllsat Pellgembangall Pengelolaall Limbah Radioaktif BA TAN. Jakarta

ABSTRAK

SIMULASI BIOAKUMULASI Pb DAN Cd PADA ANADARA INFLATA DAN BABYLONIA PALlD. Telah

dilakllkall pellelitian bioakllmlllasi Pb dan Cd pada kerang darah (Anadara inflata) dan keong macan(Babylonia palida). Penelitian ini bertlljllan wI/Ilk memperoleh data awal proses bioakllmlllasi pada kedllabioata tersebllt dalam kegiatall ResearchContract P2PLR -IAEA. Penelitian melipllti aklimatisasi biota dan

percobaall bioakllmlllasi pada kondisi salinitas 32°100, pH 7 dan sllllll kamar. Hasil penelitian menllnjllkanlajll kemampllall penyerapan Pb perhari pada Anadara inflata dan Babylonia palida yang terbesar masillg­

masing 3.09j.1glg.hari dall 3.245j.1glg.hari. Lajll kemampllan penyerapan perhari Cd yang terbesar masing­

masing 8,05j.1glg.hari dan 3.09j.1glg.hari . Lajll penyerapan tidak konstan dipengarllhi oleh proses ekskresibiota. Faktor bioakllmlllasi Pb dan Cd pada Anadara inflata masing-masing 65,90 dan 220,23. Faktor

bioakllmlllasi Pb dan Cd pada Babylonia palida masing-masing. 122,71 dan 100,79

ABSTRACT

SIMULATION OF BIOACCUMULATION OF Pb AND Cd IN Anadara inflata AND Babylonia paJida.The research of Bioaccllmlllaion Pb and Cd in Anadara inflata and Babylonia palida has been done. Thisresearch was pllrposed to obtain preliminary data of bioaccllmlllation process at these biotas forSllpporting the research contract bet wen P2PLR and IAEA. This research was perform by acclimatitationand bioaccllmlllation experiments at salinity 32"100'pH 7 and room themperalllre. The reslllt of experiment

has sholl'll that biggest Pb sorption capability of Anadara inflata and Babylonia palida are 3,09pglg.day

alld 3.245j.1glg.day respectively. The biggest Cd sorption capability of Anadara inflata and Babylonia palidaare 3,09j.1glg.day and 3,245 pglg.day respectively. The sorption kinetic for these biotas are not constant. Thehigher bioaccllmlllation factor of Pb and Cd in Anadara inflata are 65,90 and 220,23 respectively. The

higher bioaCCllmlllatioll factor of Pb and Cd in Babylonia palida are 122,71 and 100,79 respectively.

PENDAHULUAN

Pemantauan terhadap perubahan lingkungan,baik pada skala global, regional, maupun lokal,dapat dilakukan melalui berbagai metode biologi,kimia dan fisika. Salah satu cara untuk memantau

perubahan-perubahan yang terjadi di dalam suatuekosistem adalah dengan mengunakan bioindikator(organisme-organisme yang memiliki tang gaprelatip cepat terhadap perubahan lingkungannya).

Hewan bentos hidup relatif menetap,sehingga baik digunakan sebagai petunjuk kualitaslingkungan, karena se1alu berkontak dengan limbahyang masuk ke dalam habitatnya. Kelompokhewan tersebut dapat lebih mencerminkan adanyaperubahan faktor-faktor lingkungan dari waktu kewaktu, karena hewan bentos terus menerusterdesak oleh air yang kualitasnya berubah-ubah (lJ.

Di an tara hewan bentos yang relatif mudahdiidentifikasi dan peka terhadap perubahanlingkungan perairan adalah jenis-jenis yangtermasuk dalam kelompok invertebrata makro.Ke1ompok ini lebih dikenal dengan

makr6zoobentos [2J. Adapun kreteria pemilihanorganisme laut sebagai bio-indikator13J :

I. Organisme harus dapat mengakumulasikontaminan tanpa menyebabkan dampak yangberarti terhadap pertumbuhan organismetersebut,

2. Organisme harus selalu menetap pada daerahtertentu (sedentary), Organisme harus selaludalamjumlah memadai (Abundant)

3. Organisme harus dapat hidup lama (lebih darisatu tahun).

4. Organisme mempunyai faktor bio-akumulasiyang cukup tinggi sehingga dapat dianalisistanpa prekonsentrasi dan sebagainya.

Berdasarkan kriteria tersebut di atas, maka

bentos jenis moluska dapat digunakan sebagaibioindikator pencemaran logam be rat dalam laut.Pada penelitian ini digunakan dua kelas moluskayaiu Bivalve yang direpresentasikan oleh Anadarainfiata dan Gastropoda yang direpresentasikanoleh Babylonia palida. Sentuk fisik kedua jemsmoluska ini ditunjukkan pad a Gambar 1141.

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta. 8 Juli 2003

150 ISSN 0216 - 3128 R. Heru Umbara dall HellY Susello

Gambar 1. (A) Babylonia Palida dan (B)Anadara InjIata

Penelitian ini bertujuan untuk memperolehdata awal untuk kontrak riset antara P2PLR denganIAEA berjudul Selection Local Molusc forBioindicator Ph and Cd at Jakarta Bay usingradiotracer. Hasil penelitian ini diharapkan dapatdigunakan untuk· acuan penelitian lebih lanjutterutama untuk menentukan faktor bioakumulasi

dengan menggunakan tracer sebagai biomarker.

TAT A KERJA

Bahall YOl'g digullakall

I. Media pembiakan feeder moluska, yaitu air lautsteril yang ditambahi nutrisi nitrogen danposphat yang berasal dari NPK dengankonsentrasi 1 g/L.

2. Stater rnikroalga Chlorella sp dan Vaflova spyang diperoleh dari Pusat Penelitian danPengembangan Oceanografi (P30-LIPI).

3. Air laut yang be rasa I dari Kepulauan Seribu,Teluk Jakarta .

4. Siput macan (Babylonia palida) dan Keranghijau (Anadara inflata) diambil dari KepulauanSeribu, Teluk Jakarta.

5. Larutan induk Cd dan Pb 1.000 ppm, Merck

Alat yallg diglllrakall

\.( AAS/

2. pH meter

3. Water quality checker

4. Bak pcmeliharaan dengan kapasitas 40L

Cara Kerja

Penelitian ini dilakukan melalui beberapatahap yang meliputi : pengambilan biota percobaanBahylonia palida dan Anadara illflafa dan air laut

dari Kepulauan Seribu, Teluk Jakarta, aklimatisasidan percobaan bioakumulasi. Percobaanbioakumulasi dilakukan dengan menempatkanmasing-masing 40 buah Babylonia palida danAnadara inflata dalam bak terpisah yangdikontaminasi dengan larutan Cd dan Pb. Kondisipercobaan adalah pada salinitas 32°/00' pH 7 dansuhu kamar. Kandungan logam Pb dan Cd yangterakumulasi ditentukan dengan cara menganalisiskandungan logam Pb dan Cd pada kedua biotatersebut sebelum dan setelah percobaan dalaminterval waktu pajanan 0 sampai dengan 14 hari.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Aklimatisasi Alladara injlata dOl' Babiloniapalida

Aklimatisasi hewan percobaan bertujuanuntuk memperoleh kondisi biota yang akandigunakan untuk percobaan bioakuimulasi agarmampu bertahan dalam kondisi yang sesuai dengankondisi yang diinginkan. Hasil aklirnitasiditunjukkan pada tingkat kematian biota pada saatpenyesuaian hidup 14 hari seperti ditunjukkan padaGambar 2.

1.5Z « 1.25~ 1J

II.. I0Anadara:!: w~

~ ';t:. 0.75]\I III_BabYlonia

I-~ palida;2 0.5C)

0.25Zi= 0~1yI~. -----.---,.

o 2 6 10 14

DURASI (Hari)

Gambar 2. Tingkat Kematian Andara danBabylonia Palida Selama Aklimatisasi

Berdasarkan Gambar 2, kedua jenis biotapercobaan tersebut mempunyai kemampuanberadaptasi dengan lingkungan percobaan. Tingkatkematian pada proses aklirnitasi di bawah 2 %.

Kemampuall Alladara It,jlata dall BabylolliaPalida Mellyerap Ph dall Cd

Peningkatan konsentrasi Pb per gram bobotkering Anadara inflata dan Babylonia palidaditunjukkan pacta Gambar 3.

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003

R. Heru Umbara dan Heny Suseno ISSN 0216 - 3128 151

20 I I

f::l,~1

dipandang sebagai laju pemasukkan logam tersebutke dalam tubuh persatuan waktu. Untuk mengetahuilaju penyerapan Pb dan Cd oleh biota dilakukanperhitungan berdasarkan persamaan sebagai berikut

t-(t - 2)

o 5

Lama Pa)anan (harl)

14

_ Anadara Inftata

Babllona pallda

dC = CCd(l) - CCd(I-2)dt

........................ (I)

Gambar 3. Peningkatan Konsentrasi Pb pergram Bobot Kering Anadara injlatadon Babylonia Palida

Mengacu pada Gambar 3, maka kemampuanBabylonia palida menyerap Pb lebih besardibandingkan dengan Anadara injlata. Konsentrasilogam Pb dalam Babylonia palida meningkat dari

1,17 J.lg/g menjadi 18,53 J.lg/g. Di sisi lain

konsentrasi Pb dalam Anadara injlata meningkat

dari 1,05 J.lg/g menjadi 9,96 J.lg/g. Hal ini

mengindikasikan bahwa moluska kelas gastropodamempunyai kemampuan penyerapan logam Pblebih besar dibandingkan dengan kelas bivalve.

Peningkatan konsentrasi Cd per gram bobotkering Anadara injlata dan Babylonia palidaditunjukkan pada Gambar 4.

Keterangan :dC = Perubahan konsentrasi (ppm)dt = Perubahan Waktu (Hari)CCd(I) = Konsentrasi Cd pada t hari (ppm)CCd(t-2) = Konsentrasi Cd pada t-2 hari (ppm)

Hasil perhitungan laju penyerapan Pb danCd ditunjukkan pada Gambar 5 dan 6.

-.- Anadara

--- Babllonla

Pallda

3 5 9 14

Lama Pa)anan (harl)

I~L~IGambar 5. Laju Penyerapan Pb pada Anadara

Iriflata dan Babylonia palida

5 9 14

~Anad.1ra

B.1bllonla

Panda ---BabllonlaPallda

Lama Pa)anan (harl) 3 9

Lama Pa)anan (harl)

14

Gambar 4. Peningkatan Konsentrasi Cd per gramBobot Kering Anadara Injlata dan

Babylonia Palida

Mengacu pada Gambar 3 dan 4, makakemampuan Anadara inflata menyerap Cd lebihbesar dibandingkan dengan Babylonia palidaKonsentrasi logam Cd dalam Anadara injlota

meningkat dari 0,29 J.lg/g menjadi 31,26 J.lg/g.

Disisi lain konsentrasi Cd daJam Babylonia palida

meningkat dari 0,77 J.lg/g menjadi 15,22 J.lg/g.

Hal ini mengindikasikan bahwa moluska kelasbivalve mempunyai kemampuan penyerapan logamPb lebih besar dibandingkan dengan kelasgastropoda.

Kemampuan Anadara injlata dan Babyloniapalida dalam penyerapan logam Pb dan Cd dapat

Gambar 6. Laju penyerapan Cd pada AnadaraInflata dan Babylonia Palida

Gambar 4 menunjukkan laju penyerapan

Pb pad a Anadara injlata dan Babylonia palida

meningkat pada hari ke tiga dan menurun pada hari

kesembilan. Pada Babylonia palida lajupenyerapan Pb cenderung meningkat kembali padahari ke sembilan sampai dengan ke empat belas.

Laju penyerapan Pb pada Anadara injlata

meningkat dari 0,206 J.lg/g.hari menjadi 3,09

J.lg/g.hari pada hari ke lima, selanjutnya mengalamipenurunan menjadi 0,02J.1g/g.hari pada hari ke

empat belas. Laju penyerapan Pb pada Babylonia

palida meningkat dari 1,93J.1g/g.hari menjadi

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta. 8 Juli 2003

152 ISSN 0216 - 3128 R. Heru Umbara dan Heny Suseno

Perllitungan Faktor Bioakumulasi Phdan Cd

yang terikat logam dan merupakan donor Sulfuryang mampu menyediakan tempat untuk mengikation logam dan merupakan ikatan stabil darisekitarnya terutama dari protein.

Faktor bioakumulasi merupakanperbandingan konsentrasi logam (Cd atau Pb)dalam biota dan konsentrasi logam (Pb atau Cd)dalam air .. Kemampuan Anadara inflata danBabylonia palida mengakumulasi Pb dan Cdditunjukkan dengan nilai faktor bioakumulasiseperti ditunjukkan pada Gambar 6 dan 7.

Gambar 6. Faktor Bioakumulasi

Anadara Inflata danPalida

Pb Dalam

Babylonia

--,-- BabUonlaPanda

~Anadara

14,

O=C-~ 0;=0

/ M"

~ H20"/

H20 ~=O

~H(3)

5

•

Lama Pajanan (harl)

r~jrl

H2C-~ )I2H-CH2

/ M" atau

o=C-o O-C=O

3,245J.lg/g.hari pada hari ke lima. Selanjutnya laju

penyerapan tersebut mengalami penurunan menjadi0,455J.lg/g.hari pada hari ke sembilan dan kembali

meningkat menjadi 0,652J.lg/g.hari pada hari keempat belas.

Gambar 5 menunjukkan laju penyerapan Cdpada Anadara inflata dan Babylonia palida

meningkat pada hari ke tiga dan menurun pada

hari kesembilan. Pada Babylonia palida laju

penyerapan Pb cenderung meningkat kembali padahari ke sembilan sampai dengan ke empat belas.

Laju penyerapan Cd pada Anadara inflata

meningkat menjadi 8,05 J.lg/g.hari pada hari ke

tiga, selanjutnya mengalami penurunan menjadi2,9J.lg/g.hari pada hari ke lima. Penurunan kembali

laju penyerapan Cd terjadi pada hari ke sembilandan selanjutnya meningkat pada hari ke empat

belas. Laju penyerapan Cd pada Babylonia palida

meningkat menjadi 3,09 J.lg/g.hari pada hari ke tigadan mengalami penurunan menjadi 0,028J.lg/g.hari

pada hari ke sembilan. Laju penyerapan Cd tersebut

kembali meningkat menjadi 0,818/Jg/g.hari padahari ke empat belas.

Peningkatan penyerapan Pb dan Cd padakedua biota tersebut tidak stabil oleh prosesabsorpsi dan sekresi dalam tubuh biota tersebut.Hal ini disebabkan oleh metabolisme logam dalamtubuh meliputi fungsi dan struktur darimetaloenzim. Struktur metraloenzim tersebut

merupakan katalisis dari protein aktif yang ionlogamnya terikat dalam protein dan sulit untukdilepaskan. Reaksi katalistik dari enzim yangmeliputi absorpsi logam tertentu yang diperlukandan ekskresi logam lain yang tidak diperlukan, jugamengenai transportasi dan penyimpanannya.Kadmium merupakan logam yang terlibat dalamproses enzimatik. Reaksi kimiawi dari ion logam M(Cd2+ dan Pb) yang masuk kedalam biotamengalami proses hidrolisis yang seimbang.

[M(H20) li+ .•~ [M(H20) s(OJ-I)r + I-I' .. (2)

Gambar 7. Faktor Bioakumulasi Cd Dalam

Anadara linflata dan BabyluniaPalida

Ion logam dalam bentuk valensi duaberinteraksi dengan kompleks protein secara cepatkarena ion tersebut seimbang dengan cepat,sehingga perlakuan termodinamik cukup peka.Sentuk ikatan kompleks antara ion logam M danasam amino ditunjukkan pada reaksi berikut[SI;

Jenis protein yang diserap dari sa luranpencemaan dalam hal ini adalah metalotionein.Protein tersebut adalah protein yang beratmolekulnya rendah yang terdiri dari mata rantaipolipeptida tunggal dari beberapa asam amino.Asam amino ini scpertiganya adalah sistcin (-SH)

~J I I

14

Lama PaJanan (hart)

~ BabllonlaPanda

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003

R. Heru Umbara dall HellY Susello ISSN 0216 - 3128 153

Mengacu pada Gambar 6 dan 7,menunjukkan nilai Faktor Bioakumulasi Pb dan Cdmeningkat dalam kedua biota tersebut pada kisaranwaktu 0 sampai dengan 14 hari. Nilai faktorbioakumulasi Pb pada 14 hari adalah sebesar 65,9dan 122,7 masing-masing untuk Anadara infiatadan Babylonia palida . Disisi lain nilai faktorbioakumulasi Cd pada 14 hari adalah sebesar122,10 dan 100,79 masing-masing untuk Anadarainfiata dan Babylonia palida.

KESIMPULAN

I. Moluska kelas gastropoda menyerap logam Pblebih banyak dibandingkan dengan kelasbivalve yang ditunjukkan oleh peningkatan

konsentrasinya yang berkisar dari 1,17 /lg/g

menjadi 18,53 /lg/g selama 14 hari pajanan.Peningkatan konsentrasi Pb pada Anadara

infiata adalah 1,05 /lg/g menjadi 9,96 /lg/g

selama 14 hari pajanan.

2. Moluska kelas bivalve (Anadara infiata)menyerap logam Cd lebih besar dibandingkandengan kelas gastropoda yang berkisar dari

0,29 /lg/g menjadi 31,26 /lg/g. selama 14

hari pajanan. Peningkatan konsentrasi Cd

Babylonia palida adalah 0,77 /lg/g menjadi

15,22 /lg/g selama 14 hari pajanan.

3. Kemampuan penyerapan Pb perhari padaAnadara infiata dan Babylonia palida yangterbesar masing-masing 3,09/lg/g.hari dan3,245/lg/g.hari. Kemampuan penyerapanperhari Cd yang terbesar masing-masing8,05/lg/g.hari dan 3,09/lg/g.hari .

4. Laju penyerapan kedua biota tersebut tidakstabil dan dipengaruhi oleh proses ekskresipolutan dari dalam tubuh. Faktor bioakumulasiPb pada Anadara infiata dan Babylonia palidamasing-masing 65,96 dan 122,7

5. Faktor Bioakumulasi Cd pada Anadara inflatadan Babylonia palida masing-masing 200,23dan 122,1.

SARAN

Perlu dilakukan penelitian laju ekskresi Pd dan Cdpada kedua biota tersebut menggunakanradio tracer.

UCAP AN TERIMAKASIH

Terimakasih ditujukan pada IAEA yang telahmendanai penelitian ini.

PUST AKA

1. OEY, B. L., R. E. SOERIAATMADJA,W.PARJA TMO. Faktor lingkungan Penentudalam Ekosistem Sungai. SeminarPengendalian Pencemaran Air Dirjen.Pengairan Dept. PU-Rl. Bandung, (1978).

2. YUSUF, MUH., Dampak Pencemaran PerairanPantai terhadap Stmktur KomunitasMakrozoobentos dan Kualitas LingkunganPerairan di Laguna Pulau TirangcawangSemarang. Tesis S2 Program PascasarjanaInstitut Pertanian Bogor (Tidak dipub­likasikan), (1994).

3. ~OSENBERG, D. M. and V. H. RESH.Freshwater Biomonitoring and BenthicMacroinvertebrates. Chapman and Hall. NewYork. London, 1993.

4. LESCINSKY ,Mollusc Shell Encrustation

and Bioerosion Rates in a Modern Epeiric Sea:Taphonomy Experiments in the Java Sea,Indonesia, PALAIOS, 2002, V. 17, p. 171­191, (2002).

5. DARMONO. Logam Dalam Sistem BiologiMahluk Hidup. UI Press. Jakarta, (1995).

Proslding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, B Juli 2003