4
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1.
Karakteristik Logam Berat Timbal (Pb) Logam berat adalah unsur – unsur kimia dengan bobot jenis lebih besar dari
5 gr/cm3, terletak di sudut kanan bawah sistem periodik, mempunyai afinitas yang tinggi terhadap unsur S dan biasanya bernomor atom 22 sampai 92 dari perioda 4 sampai 7. Menurut Vries et al (2002) in Rangkuti (2009), logam berat termasuk ke dalam logam transisi dan umumnya bersifat trace element. Sifat toksisitas logam berat dapat dikelompokkan kedalam 3 kelompok, yaitu bersifat toksik tinggi, sedang dan rendah. Logam berat yang bersifat toksik tinggi terdiri dari unsur – unsur Hg, Cd, Pb, Cu, dan Zn. Bersifat toksik sedang terdiri dari unsur – unsur Cr, Ni,dan Co, sedangkan bersifat toksik rendah terdiri atas unsur Mn dan Fe. Adanya logam berat di perairan berbahaya baik secara langsung terhadap kehidupan organisme maupun efeknya secara tidak langsung terhadap kesehatan manusia. Timbal atau sering disebut juga timah hitam dalam bahasa latin dikenal dengan nama plumbum, disingkat dengan Pb. Timbal pada tabel periodik terdapat pada golongan XIV P, periode VI, memiliki nomor atom 82 dengan berat atom 207,20 g/mol (Cotton dan Wilkinson, 1989). Sifat – sifat timbal berdasarkan Darmono (1995) dan Fardiaz (2005), antara lain: 1. Memiliki titik cair rendah; 2. Merupakan logam yang lunak sehingga mudah diubah menjadi berbagai bentuk; 3. Timbal dapat membentuk alloy dengan logam lainnya, dan alloy yang terbentuk mempunyai sifat yang berbeda pula dengan timbal murni; 4. Memiliki densitas yang tinggi dibanding logam lain; kecuali emas dan merkuri, yaitu 11,34 g/cm3; 5. Sifat kimia timbal menyebabkan logam ini dapat berfungsi sebagai pelindung jika kontak dengan udara lembab. Timbal (Pb) secara alamiah tersebar luas dibatu-batuan dan lapisan kerak bumi. Di laut, logam Pb terdapat dalam bentuk Pb2+, PbOH+, PbHCO3, PbSO4 dan PbCO+ (Perkins, 1977 in Rohilan, 1992). Logam Pb mempunyai dua tingkat
5
oksidasi, yaitu Pb2+ dan Pb4+, namun yang paling mendominasi di lingkungan perairan adalah Pb2+ karena bentuk ini lebih stabil (GESAMP, 1985). 2.2.
Sumber dan Distribusi Timbal (Pb) Logam memasuki hidrosfer dari beragam sumber baik secara alami atau
disebabkan oleh manusia. Pada skala waktu geologi sumber alami seperti kerusakan secara kimiawi dan kegiatan gunung berapi merupakan mekanisme pelepasan yang tersebar dan bertanggung jawab terhadap susunan kimiawi pada ekosistem laut dan air tawar. Di dalam sistem air tawar, pelapukan kimiawi pada batuan-batuan dan tanah di dalam cekungan pengairan merupakan sumber paling penting dari kadar logam yang memasuki permukaan air ( Leckie dan James in Cornell dan Miller, 1995). Logam – logam di atmosfer berdasarkan sumber alamiahnya berasal dari: 1. Debu – debu dari kegiatan gunung berapi 2. Erosi dan pelapukan tebing dan tanan 3. Asap dari kebakaran hutan 4. Aerosol dan partikulat dari permukaan laut Masuknya logam ke dalam lingkungan laut secara alamiah dapat digolongkan menurut Bryan (1976) sebagai berikut: 1. Pasokan dari daerah pantai, yang meliputi masukan dari sungai – sungai dan erosi yang disebabkan oleh gerakan gelombang dan gletser, 2. Pasokan dari laut dalam yang meliputi logam – logam yang dilepaskan gunung berapi di laut dalam dan dari partikel atau endapan oleh adanya proses kimiawi, 3. Pasokan yang melampui lingkungan dekat pantai dan meliputi logam yang diangkut ke dalam atmosfer sebagai partikel – partikel debu atau sebagai aerosol dan juga bahan yang dihasilkan oleh erosi gletser di daerah kutub dan diangkut oleh es – es yang mengambang. Kegiatan manusia juga merupakan sumber utama pemasukan logam ke dalam lingkungan perairan. Masuknya logam berasal dari buangan langsung berbagai jenis limbah yang beracun, gangguan pada cekungan – cekungan perairan, presipitasi dan jatuhan atmosfer. Timbal masuk ke perairan melalui pengendapan, jatuhan debu yang mengandung Pb yaitu dari hasil pembakaran bahan bakar mobil atau bensin yang
6
mengandung timbal tetraetil, erosi dan limbah industri (Saeni, 1989). Penggunaan dalam jumlah paling besar adalah untuk bahan produksi baterai pada kendaraan bermotor, elektroda dari aki, industri percetakan tinta, pelapis pipa – pipa sebagai anti korosif dan digunakan dalam campuran pembuat cat sebagai bahan pewarna karena daya larutnya yang rendah air (Darmono, 1995). Selain itu sumber utama pemasukan logam berat timbal (Pb) berasal dari berbagai industri seperti industri pigmen, bahan peledak, pembungkus kabel, pateri, bearing metal (tiang pondasi), dan industri kimia yang menggunakan bahan pewarna. 2.3.
Bioakumulasi dan Toksisitas Timbal pada organisme Organisme air mempunyai kemampuan mengabsorbsi dan mengakumulasi
logam berat yang berasal dari lingkungannya (Wood,1979). Akumulasi yang terjadi pada organisme melalui proses biologis disebut bioakumulasi (Hutagalung,1984). Sifat akumulatif ini disebabkan karena kebutuhan organisme terhadap unsur kelumit (unsur yang dibutuhkan dalam konsentrasi kecil) logam berat bersifat esensial dan karena logam tersebut yang cenderung membentuk ikatan kompleks dengan bahan organik, demikian pula dengan logam toksik timbal (Pb). Daya toksisitas logam berat terhadap makhluk hidup sangat bergantung pada spesies, lokasi, umur, daya tahan, dan kemampuan individu untuk menghindarkan diri dari pengaruh polusi. Toksisitas pada spesies biota dibedakan menurut kriteria sebagai berikut : biota air, biota darat dan biota laboratorium. Sedangkan toksisitas menurut lokasi dibagi menurut kondisi tempat mereka hidup, yaitu daerah pencemaran berat, sedang dan daerah nonpolusi. Umur biota juga sangat berpengaruh terhadap daya toksisitas logam, yang umurnya mudah lebih peka. Daya tahan makhluk hidup terhadap toksisitas logam juga tergantung pada daya detoksikasi individu yang bersangkutan dan faktor kesehatan sangat mempengaruhi. Logam berat pada umumnya termasuk timbal (Pb) kebanyakan diserap oleh tubuh hewan air dalam bentuk ion. Logam berat masuk ke dalam jaringan tubuh makhluk hidup melalui beberapa jalan, yaitu saluran pernapasan, pencernaan dan penetrasi melalui kulit. Absorpsi logam melalui saluran pernapasan biasanya cukup besar, baik pada hewan air yang masuk melalui insang, maupun hewan darat yang masuk melalui debu di udara ke saluran pernapasan. Absorpsi melalui saluran
7
pencernaan hanya beberapa persen saja, tetapi jumlah logam yang masuk melalui saluran pencernaan biasanya cukup besar. Sedangkan logam yang masuk melalui kulit jumlah dan absorpsinya relatif kecil. Di dalam tubuh hewan, logam masuk ke dalam pembuluh darah, selanjutnya berikatan dengan protein darah yang kemudian didistribusikan ke seluruh jaringan tubuh. Akumulasi logam tertinggi biasanya dalam organ detoksikasi (hati), dan ekskresi (ginjal). Di dalam kedua jaringan tersebut biasanya logam juga berikatan dengan berbagai jenis protein baik enzim maupun protein lain yang disebut metalotionein. Biasanya kerusakan jaringan oleh logam terdapat pada beberapa lokasi baik tempat masuknya logam maupun tempat penimbunannya. Akibat yang ditimbulkan dari toksisitas logam ini dapat berupa kerusakan fisik (erosi, degenerasi, nekrosis) dan dapat berupa gangguan fisiologik (gangguan fungsi enzim dan gangguan metabolisme). 2.4.
Kerang hijau (Perna viridis) Kerang-kerangan berdasarkan cara hidupnya termasuk benthos. Menurut
Odum (1996) benthos (benthic organism) merupakan organisme yang hidup di dasar perairan, baik yang hidup tertancap, merayap maupun membenamkan dirinya di pasir atau lumpur. Salah satu ciri khusus dari kerang adalah memilki dua cangkang (shell) berengsel yang tersusun dari kulit kapur yang mengeras. Kedua keping cangkang dihubungkan dengan 2 otot adductor yang berfungsi dalam pembukaan dan penutupan cangkang. Secara biologi kerang hijau merupakan hewan lunak (molusca), bercangkang dua (bivalvea), berwarna hijau, insangnya berlapis-lapis (Lamellii brancia) dan berkaki kapak (Pelecypoda) serta memiliki bysus. Berang hijau bergerak dengan menggunakan kaki kapak dan benang bysus. Benang bysus juga berfungsi sebagai penempel pada substrat dan merupakan salah satu pola adaptasi terhadap kondisi pasang surut air laut. Klasifikasi kerang hijau (Perna viridis) berdasarkan Linnaeaus (1795) in www.cbif.gc.ca adalah Kingdom :
Animalia
Filum
Moluska
:
8
Kelas
:
Pelecypoda (bivalva)
Subkelas :
Lamellabranchia
Ordo
:
Anysomyera
Famili
:
Mytilidae
Genus
:
Perna
Spesies
: Perna viridis
Gambar 1 . Kerang Hijau (Perna viridis) Sumber: Koleksi pribadi Kerang hijau memiliki dua alat reprodusi (dioucious) bersifat ovipora yaitu memiliki sperma dan telur yang berjumlah banyak dan mikroskopik. Proses pembuahan terjadi di dalam air dimana kerang yang telah dewasa (matang kelamin) mengeluarkan sperma dan telur kedalam air kemudian bercampur. Setelah 24 jam telur yang telah dibuahi kemudian menetas dan tumbuh berkembang menjadi larva kemudian menjadi span yang bersifat planktonik hingga berumur 15-20 hari, kemudian spat tersebut menempel pada substrat dan tumbuh menjadi kerang hijau. Setelah 5-6 bulan kerang hijau telah berusia dewasa. Kerang hijau baik hidup pada lumpur berpasir, daerah yang terlindung dari arus kencang, dengan fluktuasi kadar garam, tinggi substrat dan jauh dari pengaruh sungai besar. Biasanya banyak ditemukan pada perairan yang kaya akan unsur hara
9
(subur) sehingga banyak sumber makanan bagi kerang hijau, tidak tercemar logam berat seperti tembaga (Cu), merkuri dan air raksa (Hg), seng (Zn), kadmium (Cd) dan timbal (Pb), serta tidak tercemar oleh limbah rumah tangga seperti limbah organik yang dapat menyebabkan kandungan oksigen rendah dan banyak mengandung banyak bakteri patogen seperti Salmonela, Echerecia col, Clostridium dan Shigella. Selain itu kerang hijau baik pada kondisi perairan dengan suhu 27-37 o
C, pH 6-8, kecerahan 3,5-4 m, kedalaman 5-20 m dan salinitas 27-35 ppt. Kerang Hijau (Perna viridis) merupakan salah satu jenis kerang yang
digemari masyarakat memiliki nilai ekonomis dan kandungan gizi yang sangat baik untuk dikonsumsi, yaitu terdiri dari 40,8 % air, 21,9 protein, 14,5 lemak, 18,5 karbohidrat dan 4,3 abu. dari 100 gram daging kerang hijau menghasilkan 100 kalori. Kandungan gizi kerang hijau sebanding dengan daging sapi, telur, daging ayam. Organisme kerang memilki sifat bioakumulatif terhadap logam berat lebih besar dari pada hewan air lainnya karena habitat hidupnya yang menetap, lambat untuk dapat menghindarkan diri dari pengaruh polusi dan mempunyai toleransi yang tinggi terhadap konsentrasi logam tertentu. Dengan begitu, jenis kerang merupakan indikator yang sangat baik untuk memonitor suatu pencemaran lingkungan. Budidaya kerang hijau dilakukan di perairan alami pada lokasi tertentu dan umumnya terdiri atas dua tahapan, yaitu pengumpulan benih (spat) dan pembesaran. Benih dikumpulkan dari alam. Hingga kini belum ada yang memproduksi benih kerang hijau dari hatchery karena biaya produksinya mahal. Keberhasilan pengumpulan benih akan sangat tergantung pada lokasi, musim, jenis kolektor, dan teknik pemasangan kolektor. Adapun tahapan pengumpulan benih kerang hijau adalah sebagai berikut. Di perairan tropis, kerang hijau dewasa memijah sepanjang tahun. Puncak musim pemijahan terjadi pada bulan Mei—Juli. Satu induk kerang hijau dapat menghasilkan telur sebanyak kurang lebih 1,2 juta butir. Telur kerang hijau akan berubah menjadi larva. Selanjutnya, larva akan berubah menjadi benih yang disebut spat. Spat kerang hijau untuk keperluan budi daya dikumpulkan dengan kolektor. Kolektor tersebut terbuat dari bahan waring, jaring nilon, atau sabut kelapa yang
diselipkan
pada
tali
setiap
25
cm,
sepanjang
5-7
m.
10
Ada beberapa metoda budidaya kerang hijau yang telah dikenal masyarakat, yaitu Tancap, Rakit Tancap, Rakit Apung dan Longline/Rawai. Pada Perairan Muara Kamal menggunakan metode rakit tancap. Metoda ini merupakan kombinasi antara metoda
tancap
dan
rakit
apung.
Bambu ditancapkan pada dasar perairan dengan kokoh. Penempatan rakit harus memperhitungkan tinggi rendah pasang surut guna menghindari rakit dari kekeringan. Ukuran rakit tergantung kebiasaan lokasi. Tali kolektor (tali pembesaran) ditempatkan pada rakit tancap dengan jarak tiap tali lebih kurang 1 m.
