12/12/2010
Chapter 4 Algae and Vascular Plant Test M. A. Lewis
Introduction -
-
Ekosistem perairan : a) Estuari b) Freshwater c) Marine Algae g terdiri atas Plankton and Periphyton p y p primary yp producer,, produce p oxygen Tanaman berpembuluh/Makrofita fotosintesa, biomassa, shelter for aquatic life and wildlife, erosion control Sifat terhadap faktor fisika, kimia, biologi : a) Mempengaruhi intensitas cahaya, pH, temperatur, DO, hardness b) Mobilize metal from sediment, able to biodegrade some potential toxicant (i.e. pesticide) and remove contaminants from water c) Memiliki siklus musiman (dipengaruhi faktor biotik dan abiotik) i dik t pencemaran indikator Bioindikator a) Melosira islandica, Cyclotella ocellata (indikator clean water) b) Microcytis aeruginosa, Aphanizomenon flos-aquae (indikator air tercemar)
1
12/12/2010
Tipe tanaman air
Gambar kasus blooming algae
Sumber: http://www.whoi.edu/oceanus/viewImage.do?id=5493&aid=2483
2
12/12/2010
Penggunaan data fitotoksisitas dalam regulasi kriteria kualitas air di USA : a. Clean water act b. Comprehensive Environmental Response, Compensation and Liability Act c. Federal d l Food, d Drug and d Cosmetic Act d. Federal Insecticide, Fungicide and Rodenticide Act e. Marine Protection, Research and Sanctuaries Act f. Resource Conservation and Recovery Act g. Toxic Substance Control Act
Data Fitotoksisitas Perdebatan tingkat sensisitivitas terhadap spesies uji (invertebrate and fish vs algae and vascular plants)
3
12/12/2010
Test Method : Algae
-
Sejarah Mulai digunakan awal 1910 sebagai tes toksisitas terhadap efektivitas algasida Tahun h 1960 disusun di metode d tes toksisitas k i i alga l - Algal l l Assay Procedure Bottle Test (AAP) Tahun 1970 US-EPA menyusun metode untuk marine algae test method yang bertujuan untuk mengetahui : 1. to determine the limiting algae nutrients 2. Algae growth potential 3. Algae g p productivity y of natural water Modifikasi AAP method (Miller et.al. 1978)
-
Description Static Test
- Freshwater Meliputi Chronic Test (paparan 3 – 4 hari) - Static test digunakan untuk memonitor efek dari toksikan -
terhadap pertumbuhan populasi alga secara eksponensial setelah 72 – 96 jam 1 kontrol dan 5 perlakuan, triplicate dengan oscillatory shaker (100 oscillation per minute) Kontrol faktor fisika : temperatur, cahaya, pH Biomassa dihitung dalam perioda waktu tertentu untuk mengetahui pertumbuhan alga
Marine Algae
-
Kontrol faktor fisika : temperatur, cahaya, pH, salinitas Penggunaan marine makro alge dibedakan antara male dan female plants
4
12/12/2010
5
12/12/2010
Test and Culture Media
-
Freshwater growth medium micronutrien, makronutrien, distilled water pH 7.5 – 8.5 Medium di di disterilisasi ili i (filtrasi (fil i 0.22 um atau autoclave) l ) Marine algal growth media natural or synthetic seawater (salts, vitamin, trace metals)
Inoculum
-
Prinsip : to reduce the possibility of a lag phase and to increase the likelihood of achieving g log gg growth during g 3 – days y test Recommended initial Densities : 1 x 104 – 2 x 104 cells/mL
Temperatur , cahaya dan pH
- Temperatur : 20 – 25 oC - Light intensity : 80 – 120 uE m s - For marine algae species : 14 h light and 10-h dark periode - pH : tergantung test substance -2
-1
Duration
-
Laboratory test : kurang dari 1 hari – 3 minggu (umunya 3-4 h i) hari) Test < 4 hari untuk melihat reduksi konsentrasi senyawa toksik meliputi efek adsorpsi dan biodegradation Test > 4 hari untuk melihat efek toksik terhadap degradasi produk, stimulatory effects and algistatic concentrations
6
12/12/2010
Test Species - Distribusi dialam luas - Sensitive terhadap toksikan - Mudah dikultur dan
uji laboratoriumnya (blue algae and diatom jarang digunakan)
Effects Parameter and End Points Response terhadap toksikan terbagi atas : Growth inhibition and stimulation (cell counts, dry weight calculations) Morphological and physiological changes (bentuk sel, ukuran, warna, biomassa-klorofil a)
-
7
12/12/2010
Test Methods : Vascular Plants Duckweed Ukuran kecil Cepat pertumbuhannya Strukturnya sederhana
-
Spesies test :
-Lemna minor -Lemna gibba -Spirodella oligorhiza -Lemna perpusilla Metodologi: Static Static renewal Flowthrough and several metodologies and culture technic
-
Tipical test : Pencahayaan 1615 – 6700 lux (continuous) Duckweed memiliki 2-4 daun (fronds) 12 – 16 daun ditempatkan dalam suatu chamber Digunakan nutrient nutrient-enriched enriched medium seperti algae, Hoagland’s E medium, or saveral of its variations
-
Parameter pengamatan (EC50 or NOEC): Perubahan number of fronds Biomass Root number Plant number, root length chlorophyl
-
8
12/12/2010
Sensitivitas : Duckweed tidak lebih sensitive dari ikan terhadap Chromium (VI), solid waste leachates, coal ash tetapi lebih sensitive terhadap Cd, Cr, Pb, Ni, Se dibandingkan dengan ikan L. minor lebih sensitive terhadap diquat, copper and kationik surfaktan
-
Rooter vascular plant
-
Jarang digunakan untuk uji toksisitas Ukuran besar, pertumbuhan lambat, kultivasi sulit Sesuai untuk tes toksisitas pada sedimen Belum ada standar baku
Hal-hal yang perlu diperhatikan : Teknik kultivasi Test chamber size Test species N Number b off replicate li t Light intensity
-
9
12/12/2010
Seed Germination and Seedling Growth Toxicity Test Beberapa tanaman air yang digunakan : Millet (Echinochloa crusgalli), Padi (Oryza sativa), watercress (Zizania aquatica), marine cordgrass
-
Standard methods : - 10 – 15 biji diberi paparan toksikan selama 4 – 5 hari dalam suatu cawan kulture yang terdapat kertas saring berisi larutan toksikan. - Efek diamati terhadap perkecambahan, pertumbuhan akar, biomass
BIOCONCENTRATION * Dipengaruhi oleh faktor : pH Temperatur Tipe kontaminan konsentrasi Tipe jaringan Umur jaringan Spesies uji
•Lebih banyak digunakan untuk studi pencemaran logam dan herbisida •Digunakan Di k sebagai b i bioremediasi bi di i wetlands tl d acid id mine i waste, t
industrial effluents, etc
10
12/12/2010
MULTISPECIES TEST METHODS Digunakan untuk melihat dinamika populasi dalam komunitas (fitoplankton and periphyton) Laboratory b Mehodology h d l : Microcosms – model ecosystem Terdiri atas beberapa biota dengan spesies yang berbeda
-
Field Methodologies : Kolam buatan Badan perairan alami
-
Collection and Analysis Analisis kualitatif dan kuantitatif dengan menggunakan mikroscope - Penghitungan jumlah spesies menggunakan counting chamber (Hemocytometer, SedgwickRafter, etc)
11
12/12/2010
12
