Aplikasi Isotopdon Radiasi,1996
AKUMULASI, DITRIBUSI, DAN TOKSISITAS Cd TERBADAP IKAN LELE (Clarias batrachus)DALAM Am Yumiarti, June Mellawati, dan Suwinna S. Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi, BATAN
ABSTRAK AKUMULASI, DISTRIBUSI, DAN TOKSISffAS UNSUR CADMIUM (Cd) TERHADAP IKAN LELE (a.,. illS btltraclr",,) DALAM AIR. Telah dilakukan percobaanpenyerapanCd terhadap ikan lele dengan tujuan untuk mengetahui distribusi daDtoksisitasnya terhadap ikan (eledalam mediaair. Percobaandilakukan dalam akuarium yang diisi dengan air kran, pada variasi konsentrasiCd antara 0,5 daD 50 ppm, pH media 5, 6, daD7. Pengambilancontoh untuk analisis Cd dilakukan setelah 2,4,7, 10, 14,21, daD 28 hari. KandunganCd dalam ikan diukur dengan spektrofotometerserapanatom (AAS), daD untuk penentuandistribusi Cd dalam organ ikan dilakukan secarapengaktifan neutron (NM). Hasil percobaan menunjukkan bahwa akumulasi penyerapanCd oleh ikan lele tertinggi pads bagian hati daDginjal, disebabkanadanya protein 'metallothionin'. Uji toksisitas Cd terhadap ikan lele menunjukkanbahwa pada mediaCd 20 ppm, kematian 50% (Lc50) terjadi setelah27,6 jam pemeliharaan.
ABSTRACT ACCUMULATION, DISTRIBUTION, AND TOXICffY OF CADMIUM (Cd) BY CAT FISH (Clarias batrachll8) IN WATER. The absorption of Cd in the fresh water by cat fish was studied, in order to know distribution in the body and its toxicity. The experimentwas conductedin an aquarium filled with fresh water containingCd in the concentration range of 0,5-50 ppm, at pH 5. 6, and 7. The fish sampleswere taken after 2,4,7, 10, 14,21, and 28 days of planting. The content of Cd was determined using atomic absorption spectrophotometer(MS), and neutron activation analysis (NM) was used for determining Cd distribution in fish organ. The result showed that distribution of Cd was larger in liver and kidney than in musclesdue to the present of metallothionin protein. The test of Cd toxicity to cat fish showed that 50% mortality (Lc50) occurred after 27,6 hours of planting in the growing media 20 ppm.
PEND~LUAN Cadmium (Cd) tennasuk kelompok logam berat yangOOnyak digunakandalam industri, sepertipabriktekstit, cat,baterei,dan kertas.Padaumumnyalimbah industri tersebut masih mengandungCd yang cukup tinggi. Apabila limbah tersebuttidak diolah secarabaik dan buangannya asuk ke perairan, maka dapat mengganggu keseimbanganekosistem(I). UnsurCd merupakanunsur nonesensialatautidak dibutuhkansarnasekali padaprosesbiologis-akuatik,bahkan Cd adalahracunbagi manusiamaupunorganismelain. Cadmium bersifat raton, karena mengganggukeseimbangantubuh, yaitu gangguanpada aktivitas enzim sulfuril yang mempunyaiaktivitas untuk pertumbuhansel (I). Sifat kumulatif unsur Cd dalam air dapatterserapdan terakumulasi secarabiologis dalam biota air, meskipunpada kadaryang rendah. Padabiota sendiri logam berattersebutdapatmenimbulkankeracunan(2). lkan lele (Clarias batrachus)adalah salah satu biota air yang hidup di perairan tawar, seperti sungai, rawa, dan sawah,dan cukup banyak terdapat di Indonesia. Ikan lele mampuhidup pada sistemyangkekurangan oksigen,seperti lumpur dan perairanyang tercemarlimbah (3). Kecuali itu ikan lele juga digolongkanke dalam
jenis ikan ekonomistinggi (4). Ikan lele juga merupakan somberprotein, sehinggabanyak dikonsumsi oleh penduduk Jakartadan sekitarnya. Menurut ANAND (5), kandungan logam berat dalam ikan eratkaitannyadenganbuanganlimbah industri di sekitartempathidup ikan tersebut,misalnyasungai, rawa, daD danau. Banyaknya logam berat yang terserap olehikan bergantungpadakonsentrasipolutantempatikan tersebutberada. Berdasarkanmasa1ahtersebutdi alas dan penelitian terdahulu (9), maka dilakukan sturn penyerapan10gam berat Cd oleh ikan lele, dengan tujuan mengetahui pola penyerapanlogam berat Cd oleh ikan lele meliputi akumulasi,distribusi, dantoksisitas.Informasi tersd>utdiharapkandapatbermanfaatsebagaibahantambahanpada pengelolaanlimbah industri.
BAHAN DAN METODE Bahan. Ikan yangdigunakanialah ikan tete lokal yang diperolehdari daerah Ciputat dan sekitarnya.Berat ikan lele antara 4 dan 6 gram per ekor. Air untuk media pemeliharaanialah air kran. LamtanCd adalahCdCl2yang dilamtkan dalam air bebasmineral. Semuabahan kimia untuk analisisbuatanMerck dengankualitaspro analisis. 109
Aplikali /Iotop don Radiali, /996
Peralatan. Untuk pengukuranCd digunakanalat spektrofotometerserapanatom (AAS) daD spektrometer gamma yang dirangkaikan dengan detektorsemikonduktor Ge murni sertadilengkapidenganpencacahsalurganda (Multichannel Analyzer (MCA) daD AccuspectSoftware.Tempatperoobaandigunakanakuariumkacadengan ukuran25 x 35 x 50 cm3. Cara Pemeliharaan Ikan Lele. Sebelum digunakanuntuk percobaan,ikan dipelihara terlebih dahulu selama 15 hari dalam media air kran untuk penyesuaian kondisi. Setiaphari diberi pakan ::I:5% berat ikan. Kandunganunsurlogamdalam pakansebelumnyatelah dianalisis, basil terlihat pada Tabel 1. Kemudian ikan dipuasakaIi selama2 hari (6).
Tabel
dan contob diambil pada bari ke-O, 2, 4, dan 7. Setelah ikan dicuci, dipotong, lalu dipisahkan antara organ daging dan bagian dalam (ginjal dan bati). Masing-masing dikeringkan dalam oven pada subu 100°, selama 3 bari. Setelah kering digerus dengan mortar agat dan dimasukkan dalam vial polietilen, dibungkus dengan aluminium foil kemudian dimasukkan kedalam wadah aluminium untuk diiradiasi di reaktor PPTN, Bandung dengan fluks neutron 1011neutron/cm 2 del selama %30 jam. Pencacahandilakukan setelah 7 hari pendinginan, daD diukur sebagai I09Cd dengan energi 527,9 keY. Uji Toksisitas Cd terbadap Ikan Lele. Percobaan dilakukan dengan pemeliharaan ikan dalam media berkonsentrasi 0, 1, 5, 10, 20, dan 50 ppm. Pengamatan kematian ikan dilakukan setelah 2, 4, 8, 24, 48, 72, dan 96 jam (7).
Hasil analisis kandunganunsurkimia dalam pakan ikan
BASIL DAN PEMBAHASAN Unsur
Kadar (ppm/beratkering)
As
Ca Cd Co Cr Cu Fe Hg MIl
Mo Na
0,06 % 0,02 130,77 % 15,02 ttd ttd 1,15%0,77 0,50 %0,11 20,60 % 0,65
ttd 153,70 % 5,44 4,67 %0,04 58,60 %0,52
Pb
ttd
Zn
5,03 %0,10
Pengamb pH terbadap Penyerapan Cd oleb Ikan Lele. Akuarium diisi :i: 20 I air kran daD:i: 20 ekor ikan, sedangpH divariasi 5, 6, dan 7, daD konsentrasiCd tetap 1 ppm. Ikan diambil untuk analisis kandungan10gam Cd-nyasetelah0,2,4,7, 10, 14,21, dan 28 bari. Cara analisis Cd dalam ikan dilakukan dengan mendestruksi secarabasah menggunakanHN03 65% daD H20230%. Setelahlarutaojernib diukur denganAAS pada panjang gelombang228 om. Pengamb Konsentrasi Cd terbadap Penyerapan Cd oleb Ikan Lele. Meskipun uji toksisitasdilakukan dalam konsentrasiCd tinggi, pengaruhkonsentrasiCd hanyadipelajari dalam selangkonsentrasirendah.Kondisi percobaansepertidi atas,tetapi dengankonsentrasiCd divariasi, yaitu: 0, 0.5, 1,0, 1,5, daD 2,0 ppm, pada pH media 7. Pengaruh PenyerapanCd terhadap Pertumbuhan Ikan. Percobaandilakukan dalamgelasbekerbernkuran 3 1 daDdiisi 2 ekor ikan (6). KonsentrasiCd ialah 0; 0,5; 1,0; 1,5; do 2.0 ppm Cd. Pengamatanberat ikan dilakukan pada hari ke 0,2,4,7, 10, 14,21, daD28. Penenwan Akumulasi Cd pada Ikan Lele. Percobaandilakukanpadamediayangmengandung2 ppm Cd,
110
Hasil pengarnatanpengarohpH padapenyerapan Cd oleh ikan lele dalarnmediadengankonsentrasi1 ppm denganpH masing-masing5, 6, dan 7, sertapengarnbilan contoh setelah 0, 2, 4, 7, 10, 14, 21, dan 28 hari dapat dilihat pada Gambar I. pH mempunyai pengaroh pada penyerapanCd oleh ikan, karena temyatapada pH 6 dan 7 penyerapanCd lebih besardibandingkanpadapH 5. Hal ini kemungkinan karena pertumbuhan ikan pada pH 5 kurang normal dibanding padapH 6 dan 7 (7). PenyerapanCd oleh ikan lele padaberbagaikonsentrasidaDwaktu pengarnbilancontohterlihat padaGambar 2. BanyaknyaCd yang terserapoleh ikan meningkat denganmakinbesarnyakonsentrasiCd dalammedia.Pada hari ke-IO penyerapanper satuan berat mulai konstan. Menurut HOAR daDRENDALL sepertiyang dikutip SANUSI (2), hal tersebutdisebabkanadanyafaktor ~ pada ikan. Setelahkurun waktu tertentu, ikan mulai beradaptasi dengan lingkungan, sehingga penyerapannyamulai berkurang.Padagarnbartersebutjuga tampakbahwamakin tinggi konsentrasiCd dalarn media penyerapanCd oleh ikan makin tinggi, meskipunpeningkatannyatidak sebanding denganpeningkatankonsentrasiCd. Penyerapan10gamberatolehikan tidak hanyadipengaruhiolehkonsentrasinya dalarn media,akan tetapijuga dipengaruhi oleh faktor yang lain, sepertifisiologis ikan, jenis polutan,dan sifat fisik kimia lingkungan (8). Perbandinganantarakadar Cd dalarn tubuh ikan dengankadar Cd dalammedia disebutfaktor konsentrasi, Faktor ini disebutjuga enchrichment~ adalahindeks untuk mengevaluasitoksisitaslogarn beratyangterakumulasi dalam tubuh organismeair. Makin besarindeks faktor konsentrasi,makin mudah logam berat diserap dan diakumulasioleh tubuh organismeair dan sifat racun 10gam beratnyamakin tinggi. Tabel 2 menunjukkanfaktor konsentrasiuntuk logarnberatCd dalammediaberkonsentragi antara 0,5 daD 2,0 ppm, yaitu 0,42 dan 2,08. Pada penelitian terdahulufaktor konsentrasiHg untuk ikan lele antara 5,03 daD 97,88, dalarn media berkonsentrasiHg antara 0.05 dan 0,2 ppm (9). Dengan demikian, logam berat Hg lebih beracundaripadaCd bagi ikan lele.
Aplikasi Isotop don Radiasi. J 996
Tabel 2. Barga kisaran dan rerata indeks faktor konsentragi Cd pada ikan tete dalam media berbagai konsentrasiCd
KoncentrasiCd
(ppm) 05, 1,0 1,5 2,0
Faktor konsentrasi Kisaran Rerata (range) (mean)
0,51 ..1,51.128
1,67 :f: 0,53 1,34 :f: 0,42 1,30 :f: 0,38
0,42.
1,18:f: 0,36
.208 0,84. ,
096. ,
.1,86
,
Akumulasi Cd dalam ikan sebagianbesaradalah dalam organ hati dan ginjal karena adanyaprotein 'metallothionin' yang dapat mengikatlogam Cd. Kematian 50% ikan lele (Lc50) dalam mediaCd 20 ppm terjadi setelah27,6jam pemeliharaan.
UCAPAN TERIMA KASm Kami mengucapkanterima kasihkepadaSaudara Suripto daDMaryoto sertapara star kimia dan reaktordi PPTN, Bandungyang telah membantupenelitian ini.
DAFTARPUSTAKA PengaruhCd terhadap pertumbuhan ikan lele dapat dilihat pada Gambar 3. Pada gambar ditunjukkan bahwapertumbuhanikan dalam media kontrol (tanpa Cd) hingga hari ke-28 lebih cepat meningkatbila dibandingkan padamedia yang mengandungCd 2 ppm. Hal ini sesuai denganpemyataanBRYAN sepertiyangdikutip oleh HARDlY ANTO (10), yaitu bahwa efek kronis logamberat terhadapikan diantaranyaialah penurunanfungsi fisiologis yang menyebabkanhambatan pertumbuhan dan perkembangannya. DistribusiCd dalam tubuh ikan dapatdilihat pada Gambar 4. Hasil pecacahanCd pada daging ikan lebih rendahdaripadacacahanpada hati dan ginjal. Hal ini karena di hati dan ginjallebih banyak terdapatprotein 'metallothionin' yang dapat mengikatlogam beratCd (11). Hasil pengujiantoksisitas Cd terhadapikan lele dalamberoagaikonsentrasiCd yang diamati setelah24jam pemeliharaandapatdilihat pada Gambar5. Dari datapercobaansetelahdiolah didapatkurva kematianikan dengan persamaangaris Y = 9,3 + 1,88 X. (Y = persenkematian ikan, X= KonsentrasiCd) (7). Dari persamaangaris tersebut tingJcatkematian ikan 50% (Lc = 50) terjadi padakonsentrasiCd 21,6 ppm. Gambar6 menunjukkanhubungan kematianpada konsentrasi20 ppm, angka kematianikan 500/0 terjadi setelahselangwaktu 27,8jam dan waktutersebut menyatakanwaktu kematian ikan 50% dalam media dengankonsentrasiCd 20 ppm.
KESIMPULAN Dari percobaantersebutdapat disimpulkanbahwa; peQyerapanCd oleh ikan lele dipengaruhi oleh pH media, konsentrasi Cd, dan waktu pemeliharan. Makin tinggi konsentrasiCd daDmakin lamawaktupemeliharaan. penyerapanCd oleh ikan makin tinggi, tetapi kecepatan penyerapannya makin lamamakin kecil. Faktorkonsentrasi Cd dalam media berkonsentrasi0,5-2,0 ppm ialah antara 0,4~-2,08. I Pertumbuhanikan lele terhambatdenganadanya Cd dal~ media karena adanya gangguanpertumbuhan, meskipunikan lele tahan hidup di perairan limbah yang kekuranganoksigen.
FRIBERG,L.,GUNNAR.F.N.,and VELINER,B., "Cadmium", Handbookon Toxicology of Metals,Elsevier, Amsterdam(1978). 2. SANUSI,H.S.,Akumulasilogam beratHg dan Cd pada tubuh ikan bandeng(Chanos-chanosforskal), DisertasiFakultasPasta SarjanaIPB, Bogor (1985). 3. SURIPTO daD TATANG, Pemijahan buatan ikan lele (C/arias batrachus), Laporan Penelitian, Departemen Biologi, ITB, Bandung (1972).
4. MURNIATI, IRIANTO, H.E., dan SUINDRIY ANTO., Kemunduranmotu lele lokal (C/arias-batrachus) , pada suhu karnar, JournalPenelitian PastaPaneD Perikanan§l (1988) 5. 5. ANAND, S.J.S.,Determinationof mercury,arsenic,and cadmium in fish by neutron activation analysis, JournalofRadioanalyticaiChemistry.4.4. (1978)101. 6. REISH,D.L., and OSHIDA, P.S.,"Short-tennstaticbioassays",Manual of Methods in Aquatic EnvironmentResearch,FAO Fish, Tech. Pap (1986) 51. 7. UNEP. Test of the acute lethal toxicity of polutansto marine fish (ReferenceMethods for PollutantStudies No. 43), RegionalSeasCo-Operationwith FAO and IAEA, Vienna (1987). 8. VAN ESCH, G.J.,"Aquatic pollutants and their potential effect", Transformationand Biologycal Effect (proc. Sym. on Aquqtic Pollutant Pres),New York (1977). 9. YUMIARTI, MELLAWATI, J., daD SUWIRMA, S., ShIdi penyerapan raksaorganik oleh ikan lele (Clarias batrachus) dalam air menggunakananalisis aktivasi neutron, Hasil Penelitian PAIR, BAT AN ( 1990-1992). 10. HARDlY ANTO, Kandungan logam merkuri (Hg) dalamkeranghijau, DisertasiFakultasBiologi, UNSOED,Purwokerto(1992). 1
YAMAMOTO, Y., HONDA, K., and HIDAKA, H., Tissuedistribution of heavymetals in weddelseals, Marine Pollution Bulletin ~ 4 (1987) 164.
111
f ~ // ""'"
Aplikasi I solop dan Radiasi. J 996
2
Kurva penyerapanCd oteh ikan tete sebagai fungsi pH, pada 1 ppm Cd daDberbagaiwaktu pemeliharaan
Garnbar
"-).0 -0.6
ppm
...).6
ppm'-+
2.8 "j; ~ "iJ
~-oc 2.0
ppm
-=-
~ I. 110
4--O--~
7
Gambar 4. Histogram cacahan distribusi I09CddaIam ginjal + hati dan otot
'i'-'
-k-" r:-~--'---"~
.
-I I','aklu PQlnelihalaan (hall)
B :s e
~
]
e
;
~
.~
~
Do
e
~
0.5
.~
G OK
0
~
1.-
2
4
7
10
14
21
28
~
Woklu (hRri)
Gambar2. Kurva penyerapanCd oleh ikan lele sebagai fungsi waktu,padaberbagaikonsentrasidan pH 7
Gambar5. Kurva persentasekematian ikan tete padaberbagai konsentrasiCd daIam media setelah24 jam (skala logaritma)
/": ./
...;/ '
..
/:"
I I .. .. I I I I
~ Gambar3. Pertambahanberat badanikan tete dalam me-
dia mengandung Cd
112
L_", ,.
,,:..
Waktu (jam)
Gambar6. Kurva persentasekernatianikan tetepadakonsentrasiCd 20 ppm (skala logaritma)
Aplikasi lsotop dan Radiasi. J 996
DISKUSI
SOFNI. M
YUMlARTI
2. Bila distribusi penyerapanCd oleh ikan tete tertinggi dijumpai pada hati dan ginjal dibanding denganbagian daging, maka konsumsiterhadapdagingikan tete tentunyatidak membahayakan.Bagaimana komentar Anda? 3. Bila konsentrasiCd 20 ppm, kematianikan tete mencapai 50% setelah27,6 jam pemeliharaan,bagaimana dengankonsentrasiCd yang makin tinggi setelahpemeliharaandalam waktu yang sarnadaDsetemsnya?
Kami tidak melakukananalisis Cd dalam feses maupunurine.
YUMIARTI
Dalam penelitian ini apakah Anda melakukan analisis kandunganCd terhadapfeses ikan lele, karena biasanyamakanan selaluakan terekskresipadafesesdaD urine?
PenyerapanCd pada otot akanberlangsungakumulatif selamapemeliharaan,sehingga kalaupunrendah lama kelamaanakan tinggi. BerapabatasankonsentrasiCd yang amanuntuk kesehatan?
1. Sebabdi sini berlaku hukum penyerapanbergantung pada konsentrasipollutan, rnakin tinggi rnakinbanyak terserap, tetapi tidak berbandinglums. 2. Va, mernangtetapi sejauhmana lele tersebutmenyerap (kandungan Cd ora) ada beberapa orang yang senangbagian dalam, yang sebaiknyadibuang. 3. Untuk konsentrasilebih tinggi, rnaka kernatian akan makin cepatsebelum24jam.
YUMIARTI
HARSOJO
ROSALINA SINAGA
Batasan Cd dalam makanan I ppm, I mg/kg kering. MARIALINAR 1. Apakah dasar pemilihan pH (5-7), konsentrasiCd (0,5-50 ppm), pada percobaanyang Anda lakukan? 2. BerapakonsentrasiCd yang menimbulkanrasekronis padaikan tete,karenapadarase ini yang mungkin dapat dikonsumsimanusia? 3. Apakah ada korelasi konsentrasiCd denganpH?
1. Apa alasanAnda memberipakan ikan lele 5%? 2. Apakahikan lele basil percobaantersebutdapatdikonsumsioleh manusia? 3. BagaimanaaplikasiAnda dalampernanfaatanikan lele bila pH < 7?
YUMIARn 1. Sesuaidengandalam training. 2. Tidak dikonsumsi,karena ikan terlalu kecil. 3. pH > Cd mengendap.
YUMIARTI
SUPANDI
1. Menurut limbah air yang biasa dibuang (diizinkan). Karena, pada pH >8 terjadi endapan. 2. 2.0 ppm. 3. pH 7 penyerapanCd lebih tinggi. Belum diteliti adanya kouiasi konsentrasiCd denganpH.
Apakah dari percobaanini (gambarankedepan) ikan lele tersebutdapatdigunakan untuk mengolahlimbah industri baterai daDbatarai lain-lain?
YUMIARTI BAMB.AJNGDWILOKA MengapaakumulasiCd tertinggijustru ditemukanpada media Cd konsentrasi2,0 ppm?
Ke Daftar Isi
Untuk limbahyang kandunganCd-nyatinggi sulit untuk dilakukan, karena ternyata pada 20 ppm ikan sudahakan mati setelah27,6jam, tetapiuntuklimbahyang konsentrasinyarendah> 2 ppm mungkin bisa dilakukan.
111
