BioSMART Volume 6, Nomor 2, Halaman: 147-153
ISSN: 1412-033X Oktober 2004
Toksisitas Akut Limbah Cair Pabrik Batik CV. Giyant Santoso Surakarta dan Efek Sublethalnya terhadap Struktur Mikroanatomi Branchia dan Hepar Ikan Nila (Oreochromis niloticus T.). The acute toxicity of liquid industrial waste of CV. Giyant Santoso Surakarta batik industry and its sublethal effect on microanatomy structure of gill and liver nila fish (Oreochromis niloticus T.) YANU ARYANI, SUNARTO♥, TETRI WIDIYANI Jurusan Biologi FMIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta 57126 Diterima: 28 Januari 2003. Disetujui: 17 Mei 2004
ABSTRACT This research aimed at understanding the quality of liquid industrial waste of CV. Giyant Santoso Banaran Surakarta batik industry according physical parameter (TSS, TDS) and chemical parameter (BOD, COD, Cr content, phenol content, oil and fat). This research also knew the acute toxicity level (LC50-96 hours) of liquid industrial waste of CV. Giyant Santoso Banaran Surakarta batik industry on nila fish (Oreochromis niloticus T.) and its sub lethal effect on microanatomy structure of gill (branchia) and liver (hepar). The development of batik industry could be resulting problems and disadvantages on environment. The contamination from batik industry comes from printing, peeling and washing process, in which the production’s waste could contaminate water. Gill is one of respiratory organs which having direct contact with contaminant content, while liver, organ that neutralize toxin inside the body, when getting in touch with toxin contents in a certain amount of time will be having a transformation on its microanatomy structure. This research used Completely Randomized Design (CRD) with independent variable of toxin’s concentration and dependent variable of mortality, DO, pH and temperature. Acquired data will be analyzed using ANOVA, continued with Duncan Multiple Randomized Test at the test level of 0.05 and correlation analysis. LC50-96 hours analyzed using probit analysis. Microanatomy structure of gill and liver was analyzed descriptively. The result indicated that the TSS, BOD, COD and phenol concentration of liquid industrial waste of CV. Giyant Santoso Banaran Surakarta has exceeded the maximum level permitted by the regulation on Kep-51/MENLH/10/1995, while TDS, Cr, pH, oil and fat concentration is still below the standard level. The acute toxicity LC50-96 hours of the liquid industrial waste of CV. Giyant Santoso Banaran Surakarta for nila fish was 6062.93 ppm. That liquid batik industrial waste has caused edema and hyperplasia on gill. It’s also caused edema, sinusoid widely, fat degeneration, karyorhexis, karyolysis, and necrosis on the hepatocyte of liver. After 96 hours, gill and liver microanatomical of the nila fish would be damaged. The damage was triggered at the starting concentration level of 2500 ppm. Keywords: acute toxicity, liquid waste, gill, liver, Oreochromis niloticus T.
PENDAHULUAN Semua industri pada hakekatnya menghasilkan limbah sebagai buangan dari hasil samping kegiatan produksi. CV. Giyant Santoso adalah salah satu pabrik batik tulis yang menghasilkan limbah. Limbah tersebut dapat menyebabkan terjadinya pencemaran lingkungan. Menurut Ashadi (1996) dalam Hudiyono dkk. (1999) limbah cair tekstil dimungkinkan juga mengandung logam berat dalam jumlah relatif kecil, serta zat aktif permukaan yang sukar diuraikan secara alami seperti fenol, formaldehid, dan klor benzol. Perkembangan industri batik juga mendatangkan masalah dan kerugian pada lingkungan. Hal ini disebabkan selama pengelolaannya menghasilkan limbah cair dalam ♥ Alamat korespondensi: Jl. Ir. Sutami 36A Surakarta 57126. Tel. & Fax.: +62-271-663375. e-mail:
[email protected]
jumlah cukup besar, yang pada akhirnya dibuang ke badanbadan perairan/ sungai terdekat. Secara umum limbah cair industri tekstil mempunyai karakteristik berwarna, pH tinggi, kadar BOD, COD, suhu, padatan terlarut dan tersuspensi tinggi (Hudiyono dkk., 1999). Air dikategorikan sebagai air terpolusi atau tercemar jika konsentrasi oksigen terlarut menurun di bawah batas yang dibutuhkan untuk kehidupan organisme. Oksigen terlarut merupakan salah satu kebutuhan dasar untuk kebutuhan tanaman dan hewan di dalam air.. Ikan merupakan makhluk air yang memerlukan oksigen tertinggi, kemudian avertebrata dan yang terkecil kebutuhannya adalah bakteri (Fardiaz, 1992). Branchia merupakan organ respirasi yang mengalami kontak dengan bahan pencemar terjadi pada saat ekspirasi sehingga air dan zat pencemar langsung bersentuhan dengan lamela, masuk dalam pembuluh darah dan selanjutnya dapat merusak jaringan tubuh lain yang dilalui (Gerking, 1969). Menurut Fitriyah (1998) hepar sebagai 2004 Jurusan Biologi FMIPA UNS Surakarta
148
B i o S M A R T Vol. 6, No. 2, Oktober 2004, hal. 147-153
organ yang berfungsi detoksifikasi, apabila bersentuhan dengan racun pada waktu tertentu akan mengalami perubahan struktur mikroanatomi. Dengan adanya permasalahan tersebut maka penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kualitas limbah cair pabrik batik CV. Giyant Santoso Banaran Surakarta ditinjau dari parameter fisik (TSS, TDS) dan parameter kimia (BOD, COD, kadar Cr, kadar fenol, minyak dan lemak), dan bertujuan untuk mengetahui nilai toksisitas akutnya (LC5096 jam) terhadap ikan nila (Oreochromis niloticus T.) dan efek sublethalnya terhadap struktur mikroanatomi branchia dan hepar. BAHAN DAN METODE Waktu dan tempat Uji kualitas limbah cair batik dilaksanakan pada tanggal 27 Januari-17 Februari 2003 bertempat di Balai Teknik Kesehatan Lingkungan (BTKL) Yogyakarta. Uji toksisitas dilaksanakan pada bulan Februari-Maret 2003, bertempat di Laboratorium Pusat Universitas Sebelas Maret Surakarta. Pembuatan preparat dilaksanakan pada bulan Maret 2003 di Balai Penyelidikan Penyakit Veteriner (BPPV), Wates. Pemotretan preparat dilaksanakan pada bulan April 2003 bertempat di Laboratorium Anatomi Fakultas Biologi Universitas Gadjah Mada Yogyakarta. Bahan dan alat Bahan yang dibutuhkan meliputi: ikan nila (Oreochromis niloticus T.) diperoleh dari Balai Perbenihan dan Budidaya Ikan Janti Klaten sebanyak 300 ikan untuk uji pendahuluan dan 300 ikan untuk uji sesungguhnya; limbah cair pabrik batik CV. Giyant Santoso Banaran Surakarta; dan air. Bahan yang digunakan untuk mengukur tolok ukur kualitas air untuk mengukur BOD, COD, pH, DO, kadar fenol, Cr, minyak dan lemak, TSS dan TDS; Bahan-bahan yang digunakan untuk pembuatan preparat irisan branchia dan hepar dengan metode parafin; Formalin 4% untuk mengawetkan ikan; Pelet ikan merk Takari untuk pakan ikan; Film foto merk Kodak Gold dan Fujifilm ASA 200. Bak uji; jerigen plastik; saringan ikan; neraca; gelas ukur 10 ml dan 100 ml; bekker glass 1L; thermometer; DOmeter elektrik; pHmeter elektrik; kertas label; alat tulis; penggaris; alat-alat yang digunakan untuk mengukur BOD, COD, pH, DO, kadar fenol, Cr, minyak dan lemak, TSS dan TDS; Alat-alat yang digunakan untuk pembuatan preparat irisan branchia dan hepar dengan metode parafin; mikroskop; alat fotomikrografi mikroskop. Cara kerja Uji pendahuluan Hewan uji yang akan digunakan ditimbang beratnya dan diukur panjangnya agar diperoleh berat dan panjang yang sama. Hewan uji dibagi menjadi 5 kelompok perlakuan dan masing-masing kelompok terdiri dari 10 ikan (hewan uji). Kemudian disiapkan limbah cair pabrik batik yang akan dipakai dengan variasi kadar 0 ppm
(kontrol) (konsentrasi 0%); 1000 ppm (0,001%); 5000 ppm (0,005%); 10000 ppm (0,01%); dan 50000 ppm (0,05%). Tolok ukur yang diamati adalah jumlah ikan yang mati setiap 24 jam selama 96 jam untuk mengetahui LC50-96 jam dari uji pendahuluan yang akan digunakan sebagai acuan untuk variasi konsentrasi pada uji sesungguhnya. Uji sesungguhnya Variasi konsentrasi limbah pada uji sesungguhnya berdasarkan pada kisaran yang lebih sempit dari hasil analisis probit LC50-96 jam uji pendahuluan sebesar 6416,98 ppm, dengan variasi kadar 0 ppm (kontrol) (konsentrasi 0%); 2500 ppm (0,0025%); 4500 ppm (0,0045%); 6500 ppm (0,0065%); dan 8500 ppm (0,0085%). Setiap perlakuan diulang sebanyak tiga kali. Tolok ukur yang diamati adalah jumlah hewan uji yang mati setiap 24 jam hingga 96 jam. Selanjutnya untuk menentukan LC50-96 jam terhadap hewan uji ditentukan dengan analisis probit. Pengamatan secara organoleptik kualitas air uji meliputi kekeruhan, warna dan bau. Pengukuran kualitas air uji meliputi DO, BOD, pH dan suhu. Pengukuran kualitas air uji dilakukan setiap 24 jam sekali. Pembuatan preparat awetan mikroanatomi yaitu preparat irisan dengan metode parafin dengan ketebalan 6 µm. Pewarnaan dengan hematoxylin-eosin (Herman, 2000). Pengamatan mikroanatomi branchia dan hepar setelah perlakuan 96 jam. Analisis data Analisis data kualitatif (TSS, TDS, BOD, COD, pH, kadar Cr, kadar fenol, kadar minyak dan lemak); Dengan Analisis Variansi (Anava) metode CRD (Completely Randomized Design) jika ada beda nyata yang dilanjutkan dengan uji DMRT (Duncan Multi Test Range) taraf uji pada level 0,05 untuk mengetahui letak beda nyata dari hubungan antara: a). Kadar limbah cair batik dengan kematian ikan 96 jam, b). Kadar limbah cair batik dengan DO, pH dan suhu; Untuk melihat hubungan antara kadar limbah cair batik dengan parameter pengamatan yaitu kematian hewan uji, DO, pH dan suhu dilakukan analisis korelasi; Kerusakan mikroanatomi branchia dan hepar ikan nila dianalisis secara deskriptif; Data dari jumlah kematian ikan selama 96 jam dianalisis probit untuk mengetahui LC50-96 jam dengan selang kepercayaan 95%. HASIL DAN PEMBAHASAN Kualitas limbah cair pabrik Batik CV. Giyant Santoso Banaran Surakarta Hasil pemeriksaan kualitas limbah cair pabrik batik CV. Giyant Santoso Banaran Surakarta yang dilakukan oleh Balai Teknik Kesehatan Lingkungan (BTKL) Yogyakarta pada tanggal 27 Januari 2003 disajikan pada Tabel 1. Berdasarkan data pada Tabel 1. dapat diketahui kadar BOD dan COD berada di atas baku mutu limbah cair industri tekstil menurut Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup (Kep MENLH Nomor 51 tahun 1995). Dari hasil pengukuran, kadar BOD sebesar 869 mg/l dan kadar COD
ARYANI dkk. – Toksisitas limbah cair batik terhadap Oreochromis niloticus
sebesar 2200 mg/l. Tingginya kadar BOD disebabkan karena banyaknya bahan organik yang didegradasi oleh mikroorganisme (Wardhana, 1995). Kadar oksigen dalam air menjadi turun karena oksigen digunakan mikroorganisme untuk mengoksidasi bahan organik dalam limbah cair batik seperti sisa kanji, sisa malam, fenol, minyak dan lemak. Tingginya kadar COD disebabkan karena banyaknya bahan organik yang dioksidasi oleh oksidan. Jumlah COD yang lebih besar daripada jumlah BOD disebabkan karena sebagian besar bahan organik lebih mudah dioksidasi secara kimiawi daripada secara biologi. Tabel 1. Hasil pemeriksaan kualitas limbah cair pabrik batik CV. Giyant Santoso Banaran Surakarta. Hasil pemeriksaan BTKL BOD (mg/l) 60 869 COD (mg/l) 150 2200 Fenol (mg/l) 0,5 1,0692 Cr (mg/l) 1,0 0,0458 pH 6-9 6,9 Minyak dan lemak (mg/l) 3,0 0,38 TSS (mg/l) 50 243 TDS (mg/l) 2000** 1857 Keterangan: *) Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor: Kep-51/MENLH/10/1995. **) Kadar Maksimum Limbah Cair bagi Kegiatan Industri Golongan I (Industri Ringan) Kep51/MENLH/10/1995. Parameter
Kadar maksimum limbah cair tekstil*
Hasil pemeriksaan kandungan fenol limbah cair batik sebesar 1.0692 mg/l sudah melebihi kadar maksimum yang telah ditentukan. fenol yang terdapat dalam limbah cair batik berasal dari pelunturan lilin pewarnaan dan pelorodan. Kandungan Cr (khromium) yang terdapat di dalam limbah cair batik tersebut sebesar 0,0458 mg/l berada di bawah baku mutu yang telah ditentukan. Kandungan Cr berasal dari zat warna yang digunakan pada proses pewarnaan. Sedangkan hasil pengukuran pH sebesar 6,9 menunjukkan pH limbah cair batik masih berada pada kisaran normal. Minyak dan lemak sebanyak 0,38 mg/l masih berada di bawah kadar maksimum yang telah ditentukan kep-51/MENLH/10/1995. Minyak dan lemak dihasilkan dari proses pencucian batik untuk menghilangkan malam dengan air panas. Dalam air alam ditemui dua kelompok zat, yaitu zat padat tersuspensi dan koloidal seperti tanah liat, dan zat terlarut seperti garam dan molekul organis (Alaerts dan Santika, 1987). Hasil pemeriksaan TSS (Total Suspended Solids) sebesar 243 mg/l berada di atas baku mutu yang telah ditentukan dan TDS (Total Dissolved Solids) sebesar 1857 mg/l berada di bawah kadar maksimum limbah cair bagi kegiatan industri golongan I (industri ringan) berdasarkan kep-51/MENLH/10/1995. Adanya sisa malam dan zat-zat tambahan dari proses produksi batik yang masuk ke dalam air, ada yang dapat mengendap, terlarut dan tersuspensi. Diduga yang menyebabkan tingginya kandungan TSS karena sisa malam, sedangkan tingginya kandungan TDS limbah cair batik karena adanya penggunaan zat warna dan fenol.
149
Penentuan toksisitas akut limbah Dari uji toksisitas limbah cair batik terhadap ikan nila diperoleh nilai LC 50-96 jam sebesar 6062,93 ppm atau pada konsentrasi limbah cair batik sebesar 0,006%. Hal ini menunjukkan bahwa limbah cair batik sebesar 6062,93 ppm dapat mengakibatkan kematian 50% ikan nila. Menurut Loomis (1978), jumlah zat kimia yang diekspresikan dengan LD 50 sebesar 5-15 g/kg termasuk kategori bahan pencemar yang praktis tidak toksik. Dengan demikian maka limbah cair pabrik batik CV. Giyant Santoso termasuk bahan pencemar yang tidak toksik. Pada Tabel 2. terlihat mulai kadar 4500 perlakuan limbah cair batik terjadi peningkatan jumlah kematian ikan yang sangat nyata. Dengan uji korelasi, hubungan kadar limbah cair batik dengan jumlah kematian menunjukkan korelasi positif sebesar 0,695 yang berarti terdapat hubungan yang kuat antara peningkatan kadar limbah cair batik dengan peningkatan jumlah kematian ikan Nila. Tabel 2. Jumlah kematian ikan nila dengan perlakuan limbah cair pabrik batik CV.Giyant Santoso Banaran Surakarta pada uji sesungguhnya. Rata-rata LC 50-96 Jumlah Kematian Rata-rata jam ± SD (ppm) 0 0,0000a 2500 1,1667ab 4500 2,4167bc 6062,93 ± 561,0372 6500 2,9167c 8500 4,2500d Keterangan: Angka yang diikuti huruf yang sama dalam satu kolom menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji DMRT taraf 5%. Kadar (ppm)
Uji kekeruhan, warna dan bau (organoleptik) Dari pemeriksaan secara organoleptik diperoleh hasil seperti ditunjukkan pada Tabel 3. Tabel 3. Hasil uji kekeruhan, warna dan bau dengan uji organoleptik terhadap limbah cair pabrik batik CV.Giyant Santoso Banaran Surakarta pada uji sesungguhnya. Kadar (ppm) 0 2500 4500 6500 8500
Kekeruhan Jernih Agak keruh Agak keruh Keruh Keruh
Warna Bening Kecoklatan Kecoklatan Kecoklatan Kecoklatan
Bau Tidak berbau Tidak berbau Tidak berbau Agak amis Agak amis
Dari Tabel 3. dapat diketahui kekeruhan semakin meningkat seiring dengan bertambahnya konsentrasi limbah yang diberikan. Kekeruhan disebabkan oleh adanya zat padat yang masuk kedalam air seperti malam dari sisa hasil pelorodan. Berdasarkan hasil pemeriksaan air uji kadar 0 ppm (kontrol) tidak berwarna atau jernih, sedangkan untuk masing-masing perlakuan air uji berwarna kecoklatan. Warna limbah cair batik berasal dari proses pencelupan warna pertama, penghilangan lilin sebagian untuk mendapatkan warna yang kedua dan seterusnya, dan pelorodan. Bahan pewarna yang digunakan tidak semuanya diserap oleh kain namun ada yang terlarut di dalam air,
150
B i o S M A R T Vol. 6, No. 2, Oktober 2004, hal. 147-153
sehingga warna limbah cair batik akan sesuai dengan zat warna yang digunakan pada proses pewarnaan. Dari hasil pengamatan, dihasilkan bau amis pada kadar 6500 ppm dan 8500 ppm. Bau yang dihasilkan disebabkan mikroba di dalam air mendegradasi buangan organik menjadi bahan yang mudah menguap dan berbau. Selain itu timbulnya bau amis juga disebabkan oleh adanya ikan uji yang mati. Hasil pengukuran kualitas air DO. Kadar DO berada diatas batas minimal yang dibutuhkan biota. DO air uji pada kelompok perlakuan maupun kontrol menunjukkan adanya penurunan antara 24 jam sampai 96 jam, hal tersebut terjadi karena adanya kegiatan pernapasan aerob yang dilakukan hewan uji untuk mendapatkan energi. Begitupun semakin besarnya kadar limbah cair batik yang diberikan setiap perlakuan mengalami penurunan kadar DO. Hal ini diduga karena oksigen banyak digunakan oleh mikroorganisme untuk mendagradasi bahan organik yang terdapat di dalam limbah cair batik. Berdasarkan analisis variansi antara pengaruh kadar limbah cair batik terhadap DO terdapat beda nyata dan uji DMRT menunjukkan bahwa perlakuan limbah cair batik mulai kadar 4500 ppm terjadi penurunan DO yang nyata (Tabel 4.). Hasil analisis korelasi antara hubungan kadar limbah cair batik dengan DO menunjukkan hubungan terbalik dengan koefisien korelasi sebesar-0,481 yang berarti semakin tingginya kadar limbah cair batik maka semakin rendahnya kadar DO. Tabel 4. Kadar DO dengan perlakuan limbah cair pabrik batik CV. Giyant Santoso Banaran Surakarta pada uji sesungguhnya. Kadar (ppm) Rata-rata DO ± SD (ppm) 0 (kontrol) 8,1250 ± 1,4956a 2500 7,6775 ± 1,3181ab 4500 7,1842 ± 0,9611bc 6500 6,8883 ± 0,4697bc 8500 6,6025 ± 0,4797d Keterangan: Angka yang diikuti huruf yang sama dalam satu kolom menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji DMRT taraf 5%.
Derajat keasaman (pH). Pada Tabel 7 ditunjukkan bahwa pH air uji cenderung mengalami penigkatan pada kadar yang semakin tinggi. Namun pH tersebut masih berada dalam kisaran normal yang berarti masih baik untuk kehidupan hewan uji. Peningkatan pH ini kemungkinan disebabkan pengaruh dari zat warna yang digunakan pada proses pewarnaan dan bahan alkali pada proses pelorodan sehingga nilai pH air menjadi lebih basa. Berdasarkan Anava antara pengaruh kadar limbah cair batik terhadap pH menunjukkan adanya beda yang sangat nyata. Pada Tabel 5. menunjukkan adanya beda yang sangat nyata antara perlakuan kontrol dengan setiap perlakuan limbah cair batik. Ini berarti perlakuan limbah cair batik pada kadar 2500 ppm mulai menyebabkan peningkatan pH yang sangat nyata. Hasil analisis koefisien korelasi Pearson antara kadar limbah cair batik dengan pH sebesar 0,964 yang berarti terdapat hubungan antara peningkatan kadar limbah cair batik dengan seiringnya peningkatan pH.
Tabel 5. Hasil pengukuran pH dengan perlakuan limbah cair pabrik batik CV. Giyant Santoso Banaran Surakarta pada uji sesungguhnya. Kadar (ppm) Rata-rata pH ± SD 0 7,0008 ± 0,01165a 2500 7,0533 ± 0,01497b 4500 7,0967 ± 0,00778c 6500 7,2017 ± 0,01992d 8500 7,2983 ± 0,02758e Keterangan: Angka yang diikuti huruf yang sama dalam satu kolom menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji DMRT taraf 5%.
Suhu. Menurut Rochdianto (1991), suhu perairan yang diinginkan ikan nila adalah 25-300C. Pada uji sesungguhnya suhu air pada setiap perlakuan menunjukkan angka 28,80C sampai 29,50C yang berarti masih baik untuk pertumbuhan hewan uji. Namun cenderung mengalami penurunan. berdasarkan Anava antara pengaruh kadar limbah cair batik terhadap suhu menunjukkan tidak adanya beda nyata. Hasil analisis korelasi antara kadar limbah cair batik dengan suhu diperoleh besarnya probabilitas uji dua pihak sebesar 0,495 yang berarti tidak terdapat hubungan yang nyata antara kenaikan kadar limbah cair batik dengan perubahan suhu air uji. Hal ini karena rata-rata suhu ini sesuai atau terpengaruh oleh suhu udara laboratorium. Tabel 6. Hasil pengukuran suhu (°C) dengan perlakuan limbah cair pabrik batik CV. Giyant Santoso Banaran Surakarta pada uji sesungguhnya. Kadar (ppm) Rata-rata suhu ± SD (°C) 0 29,1917 ± 0,1929a 2500 29,1583 ± 0,2275a 4500 29,1500 ± 0,2236a 6500 29,1417 ± 0,2275a 8500 29,1333 ± 0,2348a Keterangan: Angka yang diikuti huruf yang sama dalam satu kolom menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji DMRT taraf 5%.
Pengamatan mikroanatomi branchia dan hepar ikan nila Pengamatan mikroanatomi branchia Tandjung (1982) membedakan dan mengembangkan suatu metoda untuk mengevaluasi tingkat kerusakan pada branchia yang berhubungan dengan pencemaran, yaitu: tingkat ke-1, terjadi edema pada lamela branchialis dan terlepasnya sel epithelium dari jaringan di bawahnya yang menyebabkan epithelium dengan sel pilar terpisah; tingkat ke-2, terjadinya hiperplasia pada basis lamela; tingkat ke-3, bahwa hiperplasia itu menyebabkan dua lamela sekunder bersatu; tingkat ke-4, hampir seluruh lamela sekunder mengalami hiperplasia; tingkat ke-5, hampir seluruh struktur lamela sekunder mengalami hiperplasia dan mengalami kerusakan filamen. Gambar 1-5 menunjukkan struktur mikroanatomi bran-hia ikan nila dengan perlakuan limbah cair pabrik batik CV.Giyant Santoso Banaran Surakarta setelah 96 jam.
ARYANI dkk. – Toksisitas limbah cair batik terhadap Oreochromis niloticus
151
3
3
8
6
1
1
2
2 4
5
7
Gambar 1. Struktur mikroanatomi branchia ikan nila setelah perlakuan limbah cair pabrik batik CV. Giyant Santoso Banaran Surakarta pada kadar 0 ppm (kontrol) selama 96 jam. Keterangan: 1. Lamela primer; 2. Lamela sekunder; 3. Sel epithelium; 4. Sel interlamela; 5. Eritrosit; 6. Jaringan kartilago. Pengamatan: Branchia dengan bagian-bagiannya yaitu lamela primer, lamela sekunder, sel epithelium, sel pilar, eritrosit dan jaringan kartilago belum tampak adanya kerusakan.
8
3
5
4
7
2 1 2
6
5
4
3
4
5
6
Gambar 2. Struktur mikroanatomi branchia ikan nila setelah perlakuan limbah cair pabrik batik CV. Giyant Santoso Banaran Surakarta pada kadar 2500 ppm selama 96 jam. Keterangan: 1. Lamela primer; 2. Lamela sekunder; 3. Sel epithelium; 4. Sel interlamela; 5. Sel pilar; 6. Eritrosit; 7. Edema sel epitel; 8. Jaringan kartilago. Pengamatan: Sel epithelium terlepas dari jaringan dibawahnya (3) dan edema sel epitel (7) pada lamela sekunder, kerusakan branchia pada tingkat ke-1.
4
5 1
2
8
6
Gambar 4. Struktur mikroanatomi branchia ikan nila setelah perlakuan limbah cair pabrik batik CV. Giyant Santoso Banaran Surakarta pada kadar 6500 ppm selama 96 jam. Keterangan: 1. Lamela primer; 2. Lamela sekunder; 3. Sel epithelium; 4. Hiperplasia sel interlamela; 5. Sel pilar; 6. Eritrosit; 7. Edema sel epitel; 8. Jaringan kartilago. Pengamatan: Terjadi edema sel epitel (7) pada lamela sekunder dan hiperplasia sel-sel interlamela (4) hingga menyebabkan dua lamela sekunder bersatu, kerusakan branchia pada tingkat ke-3.
1
6
7
7
3
Gambar 3. Struktur mikroanatomi branchia ikan nila setelah perlakuan limbah cair pabrik batik CV. Giyant Santoso Banaran Surakarta pada kadar 4500 ppm selama 96 jam. Keterangan: 1. Lamela primer; 2. Lamela sekunder; 3. Sel epithelium; 4. Hiperplasia sel interlamela; 5. Sel pilar; 6. Eritrosit; 7. Edema sel epitel; 8. Jaringan kartilago. Pengamatan: Terjadi edema sel epitel (7) dan hiperplasia sel interlamela (4) menyebabkan bersatunya lamela sekunder, kerusakan branchia berada pada tingkat ke-3.
Kerusakan tingkat ke-1 yaitu edema sel epitel pada lamela sekunder diduga karena adanya senyawa fenol dan Cr yang terkandung di dalam limbah cair batik yang dapat
Gambar 5. Struktur mikroanatomi branchia ikan nila setelah perlakuan limbah cair pabrik batik CV. Giyant Santoso Banaran Surakarta pada kadar 8500 ppm selama 96 jam. Keterangan: 1. Lamela primer; 2. Lamela sekunder; 3. Hiperplasia sel interlamela; 4. Sel pilar; 5. Eritrosit; 6. Jaringan kartilago. Pengamatan: Hampir semua lamela sekunder mengalami hiperplasia (3), kerusakan branchia pada tingkat ke-4.
menyebabkan terjadinya iritasi epithelium. Senyawa fenol dan senyawa Cr dapat menyebabkan iritasi pada membran mukosa kulit (Ariens dkk., 1986; Palar, 1994). Diduga terjadinya iritasi jaringan epitel disebabkan karena toksikan masuk ke dalam ruang respirasi dan bersentuhan dengan jaringan epithel tersebut. Terjadinya iritasi jaringan epithel menyebabkan terganggunya sistem transportasi ATP bebas dan membuat sel tidak mampu memompa ion natrium dengan cukup sehingga ion-ion natrium terakumulasi di dalam sel. Kenaikan konsentrasi ion natrium di dalam sel mengakibatkan influks air ke dalam sel sehingga terjadi edema. Kerusakan pada tingkat ke-3 yaitu hiperplasia sel interlamela sehingga menyebabkan dua lamela sekunder bersatu. Epithelium yang terlepas dari jaringan dibawahnya menyebabkan terbentuknya ruang kosong sehingga sel-sel mengadakan proliferasi untuk mengisi ruang yang kosong dan mengganti hilangnya jaringan yang mengalami kerusakan (Verlag, 1995; Willis, 1950). Ini akan mengganggu respirasi karena mengurangi luas permukaan lamela sekunder yang digunakan untuk pertukaran gas selama repirasi yang dilakukan oleh eritrosit.
B i o S M A R T Vol. 6, No. 2, Oktober 2004, hal. 147-153
152
Pengamatan mikroanatomi hepar ikan nila Gambar 6-10 menunjukkan struktur mikroanatomi hepar ikan nila dengan perlakuan limbah cair batik setelah 96 jam.
8
4
2
5 7 3
3
1
1 2
Gambar 6. Struktur mikroanatomi hepar ikan nila setelah perlakuan limbah cair pabrik batik CV. Giyant Santoso Banaran Surakarta pada kadar 0 ppm (kontrol) selama 96 jam. Keterangan: 1. Hepatosit; 2. Sinusoid; 3. Nukleus hepatosit. Pengamatan: Hepatosit berbentuk poligonal tersusun dalam anyaman membentuk lempengan. Celah-celah antara lempengan mengandung sinusoid. Sitoplasma berwarna merah dan nukleus terpulas gelap.
6 Gambar 9. Struktur mikroanatomi hepar ikan nila setelah perlakuan limbah cair pabrik batik CV. Giyant Santoso Banaran Surakarta pada kadar 6500 ppm selama 96 jam. Keterangan: 1. Hepatosit; 2. Sinusoid; 3. Nukleus; 4. Edema hepatosit; 5. Degenerasi lemak 6. Karyoreksis; 7. Karyolisis; 8. Pelebaran sinusoid. Pengamatan: Hepatosit mengalami edema (4), degenerasi lemak terlihat bulat berwarna putih yaitu timbulnya vakuola berisi lemak yang mendesak nukleus ke tepi (5), karyoreksis (6) dan karyolisis (7) dimana nukleus menghilang dan sel nampak seperti vakuola yang kosong. Sinusoid mengalami pelebaran (8).
1 5
1
4
8
2 3
6
5
3
7
4
2 Gambar 7. Struktur mikroanatomi hepar ikan nila setelah perlakuan limbah cair pabrik batik CV. Giyant Santoso Banaran Surakarta pada kadar 2500 ppm selama 96 jam. Keterangan: 1. Hepatosit; 2. Sinusoid; 3. Nukleus; 4. Edema hepatosit; 5. Pelebaran sinusoid. Pengamatan: Hepatosit mulai mengalami edema (4) dan tampak sinusoid mengalami pelebaran (5).
2
3 5 1 2
4
Gambar 8. Struktur mikroanatomi hepar ikan nila setelah perlakuan limbah cair pabrik batik CV. Giyant Santoso Banaran Surakarta pada kadar 4500 ppm selama 96 jam. Keterangan: 1. Hepatosit; 2. Sinusoid; 3. Nukleus; 4. Edema hepatosit; 5. Karyoreksis; 6. Pelebaran sinusoid. Pengamatan: Terjadi edema hepatosit (4) dan hepatosit mengalami karyoreksis dengan terlihat adanya fragmen yang terpulas gelap pada hepatosit (5). Pada sinusoid terlihat mengalami pelebaran (6).
Gambar 10. Struktur mikroanatomi hepar ikan nila setelah perlakuan limbah cair pabrik batik CV. Giyant Santoso Banaran Surakarta pada kadar 8500 ppm selama 96 jam. Keterangan: 1. Hepatosit; 2. Sinusoid; 3. Nukleus; 4. Edema hepatosit; 5. Karyoreksis; 6. Karyolisis; 7. Nekrosis hepatosit; 8. Pelebaran sinusoid. Pengamatan: Terjadi edema hepatosit (4) dan banyak hepatosit mengalami nekrosis (7). Hal ini terlihat dengan adanya karyoreksis (5), dan karyolisis (6). Sinusoid mengalami pelebaran (8).
Berdasarkan hasil pengamatan struktur mikroanatomi hepar ikan nila pada kontrol terlihat bahwa hepar tersusun atas sel-sel hepatosit yang berbentuk poligonal. Hepatosit saling berintegrasi satu sama lain. Celah-celah antara lempengan hepatosit mengandung sinusoid. Dengan pewarnaan hematoxylin-eosin sitoplasma berwarna merah dan nukleus terpulas gelap. Secara normal ion kalium di dalam sel dipertahankan untuk selalu lebih tinggi daripada di luar sel. Sebaliknya, konsentrasi ion natrium di dalam sel diusahakan selalu lebih rendah daripada di luar sel. Ion kalium dan ion natrium dua-duanya dipompa melawan gradien konsentrasi dan pemompaan dapat berlangsung akibat terjadinya hidrolisis ATP. Gangguan sintesa ATP oleh toksikan
ARYANI dkk. – Toksisitas limbah cair batik terhadap Oreochromis niloticus
menyebabkan rusaknya permeabilitas membran sel sehingga keseimbangan ion dan elektrolit terganggu kemudian terjadi edema hepatosit (Reksoatmodjo, 1993; Spector dan Spector, 1993). Umumnya sinusoid memiliki garis bentuk tidak teratur, yang sesuai dengan susunan sel dan jaringan tempatnya berada (Burkitt dkk., 1995). Terjadinya pelebaran sinusoid diduga karena struktur hepatosit yang mengalami perubahan. Degenerasi hepatosit dan nekrosis menyebabkan terjadinya perubahan susunan hepatosit karena hepatosit yang tidak mampu kembali kekeadaan semula, akan mengalami perubahan kimiawi yang selanjutnya akan dirombak oleh sel kuppfer. Hal ini menyebabkan terbentuknya ruang kosong sehingga sinusoid melebar agar dapat menjalankan fungsinya sebagai pembuluh pertukaran nutrisi dan zat toksik antara darah ke hepatosit dan sebaliknya. Degenerasi lemak pada hepatosit diduga karena Cr merangsang perubahan asetat menjadi kholesterol dan asam lemak (Palar, 1994). Dengan demikian akan terjadi peningkatan sintesa asam lemak sehingga pembentukan lipoprotein terganggu dan menyebabkan penimbunan lemak pada hepatosit. Senyawa fenol diduga mampu mengganggu proses fosforilasi oksidatif dalam respirasi jaringan yang terjadi pada mitokondria, sehingga menyebabkan edema mitokondria (Anstall, 1971). Sedangkan Cr diduga dapat menyebabkan terjadinya degenerasi lemak. Pengaruh zat toksik tersebut membuat sel menghadapi suatu titik dimana sel tidak dapat lagi mengkompensasi dan tidak dapat melakukan metabolisme. Perubahan selanjutnya diikuti dengan terjadinya edema sitoplasma, penghancuran organel dan nukleus, dan nekrosis sel bersamaan dengan pecahnya membran plasma (Price dan Wilson, 1984; Lu, 1995). KESIMPULAN DAN SARAN Kualitas limbah cair pabrik batik CV. Giyant Santoso Banaran Surakarta ditinjau dari faktor fisis (TSS) dan faktor kimia (BOD, COD, kadar fenol) sudah melebihi kadar maksimum yang telah ditentukan Kep51/MENLH/I0/1995, sedangkan faktor kimia (TDS, kadar Cr, pH, minyak dan lemak) masih berada di bawah baku mutu limbah cair industri tekstil; Nilai toksisitas akut LC 50-96 jam limbah cair pabrik batik CV. Giyant Santoso Banaran Surakarta terhadap ikan nila (Oreochomis niloticus T.) adalah sebesar 6062,93 ppm atau konsentrasi 0,006%; Limbah cair pabrik batik tersebut menyebabkan perubahan terhadap struktur mikroanatomi branchia ikan nila dari mulai edema hingga hiperplasia yang menyebabkan dua lamela sekunder bersatu; Limbah cair pabrik batik tersebut menyebabkan perubahan struktur mikroanatomi hepar ikan nila berupa edema hepatosit, pelebaran sinusoid, degenerasi lemak, karyoreksis dan karyolisis serta nekrosis hepatosit.
153
Peneliti menyarankan agar dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai unsur-unsur lain yang terkandung didalam limbah cair batik dan upaya penurunan jumlah zat toksik tersebut. Untuk menjaga kualitas limbah cair pabrik batik penulis menyarankan agar para pengusaha batik mengolah limbahnya terlebih dahulu sebelum dibuang ke perairan. Untuk masyarakat di sekitar kawasan pabrik batik agar secara rutin melakukan pemeriksaan kualitas air minum yang digunakan. DAFTAR PUSTAKA Anstall, H.B. 1971. Degeneration and Tissue Death. In Mickler J., H.B. Anstall and T.M. Minckler, Pathobiology. Saint Luis: The CV. Mosby Company. Ariens E.J., E. Mutschler, dan A.M. Simosnis. 1986. Pengaruh Toksikologi Umum b(diterjemahkan oleh Matilda, S.Widianto dan E.Y.Sukandar). yogyakarta: Gadjah Mada University Press. Burkitt, H.G., B. Young dan J.W.Heath. 1995. Buku Ajar Histologi Fungsional. Edisi ketiga. Penerjemah: Tambayong, J. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC. Fardiaz, S. 1992. Polusi Air dan Udara. Yogyakarta: Kanisius. Fitriyah. 1998. Pengaruh Pemberian Limbah Cair Industri Tapioka terhadap Gambaran Mikroanatomi Hepar Ikan Nila (Oreochromis niloticus, T). Laporan Penelitian. Surakarta: Fakultas Kedokteran Universitas Sebelas Maret. Gerking, S.D. 1969. Biological System. Saunders International Student Edition. Philadelphia: Saunder Co. Herman. 2000. Buku Pegangan Kuliah Pengajaran Pendahuluan Patologi Kemunduran dan Kematian Sel. Surakarta: Fakultas Kedoteran Universitas Sebelas Maret. Hudiyono, Maryani dan M.Harini. 1999. Kajian Kualitas dan Kuantitas Pseudomonas aeruginosa yang terdapat dalam Limbah Industri Batik. Laporan Penelitian. Surakarta: Fakultas Kedokteran Universitas Sebelas Maret. Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor: KEP51/MENLH/10/1995. Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Industri. Jakarta: Badan Pengendalian Dampak Lingkungan. Loomis, T.A. 1978. Toksikologi Dasar. Edisi ketiga (diterjemahkan oleh Imono, A.D). Semarang: IKIP Semarang Press. Lu, F.C. 1995. Toksikologi Dasar, Azas, Organ Sasaran dan Penelitian Resiko. Edisi Kedua (diterjemahkan oleh Nugroho). Jakarta: Penerbit UI Press. Palar, H. 1994. Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat. Jakarta: PT. Rineka Cipta. Price, S.A dan L.M. Wilson. 1984. Patofisiologi. Edisi kedua Penerjemah: Dharma, A. Jakarta: EGC Penerebit Buku Kedokteran. Reksoatmodjo, S.M.I. 1993. Biologi Sel. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press. Rochdianto, A. 1991. Budidaya Ikan di Jaring Terapung. Jakarta: Penebar Swadaya. Spector, W.G. dan T.D.Spector. 1993. Pengantar Patologi Umum. Edisi ketiga (diterjemahkan oleh Soetjipto N.S., Harsoyo, A.Hara dan P.Astuti). Yogyakarta: Gadjah Mada University Press. Tandjung, S.D. 1982. The Acute Toxicity and Histophatology of Brook Trout (Salvelinus fontinales, Mitchell) Exposed in Alumunium Acid Water. Disertasi Ph.D. New York: Louis Calder Conservation and Ecology Study Center of Fordham University. Verlag, G.F. 1995. An Atlas of Fish Histology (Normal And Pathologycal Features). Second Edition. Tokyo: Kodansha Ltd. Wardhana, W.A. 1995. Dampak dari Pencemaran Lingkungan. Yogyakarta: Andi Offset. Willis, R.A. 1950. The Principles of Pathology. London: Butter Worth and Co (Publishers) Ltd.
