Heny Suseno
ISSN 0216 - 3128
167
BIOAKUMULASI KADMIUM MELALUI JALUR AIR LAUT PADA KERANG HIJAU (Perna viridis) : STUDI PENGAMBILAN DAN DEPURASI KADMIUM 109 MENGGUNAKAN PERUNUT Cd Heny Suseno Pusat Teknologi Limbah Radioaktif BATAN ABSTRAK BIOAKUMULASI KADMIUM MELALUI JALUR AIR LAUT PADA KERANG HIJAU (Perna viridis) : STUDI PENGAMBILAN DAN DEPURASI KADMIUM MENGGUNAKAN PERUNUT 109 Cd. Telah dilakukan penelitian bioakumulasi kadmium melalui jalur air laut pada kerang hijau (Perna viridis) menggunakan perunut 109Cd. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari biokinetika kadmium pada kerang hijau yang akan digunakan sebagai bioindikator Cd dalam lingkungan pesisir. Percobaan meliputi pengambilan dan pelepasan 109Cd serta perhitungan parameter biokinetika. Hasil percobaan menunjukkan proses pengambilan kadmium dalam air laut oleh Perna viridis mencapai kondisi tunak setelah 11 hari dan ukuran hewan percobaan tidak mempengaruhi pencapaian kondisi tunak proses pengambilan. Faktor konsentrasi kadmium pada Perna Viridis tertinggi adalah sebesar 60,07 dan 44,15 berturut-turut untuk pH 8,2 dan 8,6. Waktu paro biologis untuk tahapan singkat berkisar antara 2,11 sampai dengan 3,74 hari. Berdasarkan biokinetika pengambilan dan pelepasan tersebut maka Perna viridis dapat digunakan sebagai bioindikator kadmium pada perairan pesisir. ABSTRACT BIOACCUMULATION CADMIUM IN GREEN MUSSEL (Perna viridis) FROM SEAWATER PATHWAY: RADIOTRACER STUDY OF UPTAKE AND DEPURATION USING 109Cd. The research of cadmium bioaccumulation in green mussel (Perna viridis) from seawater pathway have been done. The aim of this reseach was to study cadmium biokinetic in green mussel that candidate as bioindicator at coastal environment. The experiment was covered such as uptake and depuration and ca lculation of biokinetic parameters. The result of experiment was shown the steady state condition was reached after 11 days and it’s not influenced by body size. At steady state, the highest concentration factors for pH 8.2 and 8.6 were 60.07 and 44.15, respectively. The biological half-lives at long components were 2.11 to 3.47 days. The biological half-lives at slow components were 2.11 to 3.47 days. Base on biokinetic of uptake and depuration, the Perna viridis is appropriate for bioindicator at coastal zone.
PENDAHULUAN
S
ecara umum ekosistem laut dan pesisir menerima dampak negatif dari berbagai kegiatan manusia yaitu: polusi zat kimia dan eurofikasi, operasi penangkapan ikan, perubahan musim global dan perubahan fisik habitat, invasi eksotik spesies[1]. Secara khusus masalah-masalah lingkungan pesisir dan laut meliputi: degradasi habitat (antara lain kerusakan hutan bakau, kerusakan terumbu karang dan sebagainya), pencemaran laut dan pesisir; ekspolitasi yang tidak optimal dan dampak ganda yang merupakan interaksi ketiga masalah tersebut[2].
Pencemaran perairan pesisir merupakan problem besar, bersumber dari daratan (land base source of pollution ) dan lautan (marine base source of pollution) yang selalu terjadi berulangulang. Kontaminan organik dan anorganik masuk ke dalam perairan pesisir dapat dipekatkan oleh organisme laut baik melalui air, sedimen maupun makanan. Kadmium merupakan salah satu jenis logam berat yang berbahaya karena berpengaruh terhadap manusia dalam jangka waktu panjang dan dapat terakumulasi pada tubuh khususnya hati dan ginjal. Secara prinsipil pada konsentrasi rendah berefek terhadap gangguan pada paru-paru. Program pemantauan pencemaran pada lingkungan pesisir dapat dilakukan menggunakan
Prosiding PPI - PDIPTN 2006 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006
168
ISSN 0216 - 3128
organisme laut yang disebut bioindikator. Pemilihan bioindikator untuk program pemantauan tersebut harus didasarkan pada penelitian laboratorium. Hal ini dilakukan untuk memperoleh mekanisme perilaku pencemar atau biokinetika meliputi: pengambilan (uptake) polutan/kontaminan , retensi dan pelepasan (depuration) dari sumbersumber pencemar terlarut, dalam sedimen maupun melalui rantai makanan. Data yang diperoleh dari eksperimen di laboratorium selanjutnya dapat digunakan sebagai acuan untuk interpretasi data di lingkungan pesisir yang sesungguhnya. Kerang hijau (Perna viridis) adalah salah satu jenis kerang dari golongan pelecypoda, hidup melekatkan diri pada benda-benda di dasar laut yang berpasir. Kerang hijau hidup tersebar di hampir seluruh wilayah pesisir Indonesia dan mempunyai kemampuan mengakumulasi kadmium[3]Berdasarkan cara hidupnya dan penyebarannya maka hewan ini dapat dijadikatan bioindikator. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari biokinetika kadmium pada kerang hijau (Perna Viridis) yang akan digunakan sebagai bioindikator Cd dalam lingkungan pesisr. Meknisme akumulasi tersebut berdasarkan perhitungan biokinetik yang terdiri dari proses pengambilan, retensi dan pelepasan Cd oleh Perna Viridis..
TATA KERJA Bahan Perunut 109Cd yang dibeli dari Isotope Product Inc, Jerman, larutan HCl 1:100, NaOH 0,1M sebagai pengatur pH, akuarium masingmasing berkapasitas 75 liter dan 20 liter, air laut yang diambil dari Kepulauan Seribu, moluska laut (Perna Viridis) diambil dari Kepulauan Seribu
Alat Spektrometer gamma dilengkapi detektor NaI diameter 10 cm tinggi 40 cm buatan Bicron Corp tipe HQ 490 seri 2M2/2 yang dihubungkan dengan MCA terintegrasi dalam sistem Inspector buatan Canberra terkoneksi dengan komputer, pH meter
Heny Suseno
Cara Kerja Aklimatisasi Aklimatisasi bertujuan untuk menghilangkan stres Perna Viridis dalam kondisi aquarium sehingga dapat digunakan dalam percobaan bioakumulasi. Perna Viridis diambil secara langsung dari perairan Kepuluan Seribu dengan teknik penyelaman tradisional. Moluska tersebut selanjutnya dibersihkan dari hewan lain yang menempel pada cangkangnya dan ditempatkan masing-masing sebanyak 20 buah dalam akuarium terpisah yang berkapasitas 75 liter. Akuarium dilengkapi dengan filter penyaring dan pompa sirkulasi sehingga kualitas air dapat dipertahankan. Penggantian air dalam akuarium tersebut dilakukan setiap hari. Proses aklimatisasi dilakukan dengan memelihara moluska tersebut selama 1 minggu tanpa pemberian kontaminan ( kadmium dan tracer 109Cd). Pemberian pakan berupa mikro alga (chlorella sp) dilakukan 2 kali sehari.
Proses Bioakumulasi Setelah menjalani proses aklimatisasi, moluska tersebut ditempatkan dalam aquarium yang berbeda. Setiap aquarium berisi 8 moluska (rasio moluska terhadap volume adalah: 1 moluska berbanding 1,0 liter media ). Masing-masing aquarium berisi air laut pada pH 8,2 (pH air laut normal) mengandung 1.16 pM Cd dan perunut 109 Cd 1,475 Bq/ml. Media air laut tersebut diganti setiap hari untuk mempertahankan konsentrasinya. Pemberian pakan dilakukan 2 kali sehari. Secara periodik, dua hari sekali moluska tersebut dicacah menggunakan spectrometer gamma untuk peroleh data pengambilan kontaminan (109Cd dari fase terlarut). Pemberian kontaminan terhadap moluska dihentikan ketika konsentrasi 109Cd dalam tubuh moluska tidak mengalami kenaikan atau berada dalam keadaan tunak (steady state). Seluruh moluska dipindahkan ke media air laut yang tidak mengandung kontaminan untuk menjalani proses depurasi. Percobaan serupa dilakukan secara pararel dalam media air laut pH 8,6.
Proses Depurasi Setelah menjalani proses bioakumulasi, moluska tersebut ditempatkan dalam aquarium yang berisi media air laut bebas kontaminan dan dalam kondisi mengalir. Pemberian pakan dilakukan 2 kali sehari. Selama proses depurasi, secara periodik dua hari sekali moluska tersebut dicacah menggunakan spectrometer gamma untuk peroleh data pelepasan kontaminan.
Prosiding PPI - PDIPTN 2005 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006
Heny Suseno
Perhitungan biokinetika [4,5,6,7]
FB =
a. Proses Bioakumulasi Faktor konsentrasi (FK) diperoleh dengan membandingkan aktivitas 109Cd dalam air laut dengan dalam tubuh moluska menggunakan persamaan (1). FK =
Konsentrasi tracer ( Bq) / gram organisme Konsentrasi tracer ( Bq) / gram air
(1)
Parameter biokinetika lainnya ditentukan menggunakan persamaan (2) sampai dengan (13).
C ss Cw
(2)
FK t = k u .t
(3)
C t = ku t
(4)
FK ss =
di mana Ct, Cw dan Css masing-masing adalah konsentrasi pada t pengamatan (Bq/g) dan konsentrasi simulasi kontaminan dalam air laut (Bq/ml) dan konsentrasi pada kondisi setimbang (Bq/g). Faktor konsentrasi pada t pengamatan dan pada kondisi setimbang masing-masing dinyatakan oleh FKt dan FKss. Berdasarkan persamaan (3), maka konstanta pengambilan kadmium (ku) dapat dihitung menggunakan persamaan (5) ku = nilai slope dari Faktor konsentrasi (FK) terhadap waktu (t)
(5)
FK t = FK ss (1 − e ke .t )
(6)
C t = C ss (1 − e ke .t )
(7)
b. Proses pelepasan Ct =ke.t
(8)
Berdasarkan persamaan (8), maka konstanta pelepasan (ku) dapat dihitung menggunakan persamaan (9) ke = slope konsentrasi (Ct) terhadap waktu (t)/bobot organisme (9)
At = Ao e − k e .t At = Ao e
− k e .t
tahap
t1 / 2 =
169
ISSN 0216 - 3128
, untuk model satu tahap
+ A01 e
− ke1.t
(10)
, untuk model dua (11)
0,693 ke
(12)
ku ke
(13)
ke = slope konsentrasi (Ct) terhadap waktu (t)/bobot organisme (14) dimana t1/2b adalah waktu tinggal kontaminan dalam organisme laut, At adalah persentase kontaminan yang terikat dalam organisme pada proses depurasi (%) dan Ao adalah total kontaminan yang terakumulasi setelah proses pengambilan (uptake). Persamaan (3) (4) dan (8) adalah model linier dan persamaan (6) , (7), (10) dan (11) adalah model saturasi.
HASIL DAN PEMBAHASAN Biokinetika Pengambilan dan Pelepasan Kadmium Pada Perna Viridis Proses pengambilan kadmium akan mengalamim keadaan tunak bilamana kuantitas kadmium yang diambil dari air laut sama dengan kuantitas kadmium yang disekresikan oleh Perna Viridis. Pada kondisi ini menunjukkan bioakumulasi kadmium tidak mengalami peningkatan. Disisi lain seluruh reaksi yang menggambarkan biokinetika pengambilan kadmium oleh Perna Viridis pada eksperimen ini diasumsikan sebagai reaksi orde satu[8]. Asumsi ini merupakan penyederhanaan dari mekanisme bioakumulasi kadmium dari air laut oleh Perna Viridis yang melalui tahapan-tahapan rumit antara lain: transport carrier mediated yaitu ion logam berikatan dengan protein, transportasi melalui protein pembawa yaitu saluran membran sel (membran channel) yang mengandung protein dengan inti hidrophobik yang dapat dilalui oleh logam, difusi pasif lemak dengan logam terlarut (non polar) yaitu logam larut dalam lapisan ganda lemak termasuk alkil metal, logam netral lipofilik dan spesi metal kompleks anorganik. Hasil percobaan pengambilan kadmium oleh Perna Viridis yang merepresentasikan kenaikan konsentrasi terhadap lamanya kontak dengan 109Cd dalam air laut dan konsentrasi 109Cd dalam keadaaan tunak (Css) serta faktor konsentrasi dalam keadaan tunak (FKss) ditunjukkan pada Tabel 1. Mengacu pada Tabel 1, mengindikasikan bahwa ukuran Perna Viridis mempengaruhi akumulasi 109 Cd di dalam tubuh hewan tersebut. Pada kedua kondisi pH percobaan (8,2 dan 8,6) keadaan tunak yang dicapai oleh pernaviridis dengan ukuran 4,3; 5,0 dan 5,7 cm adalah setelah11 hari. Tidak terdapatnya perbedaan dalam pencapaian kondisi
Prosiding PPI - PDIPTN 2006 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006
170
Heny Suseno
ISSN 0216 - 3128
tunak
menunjukkan
factor
lingkungan
yang
direpresentasikan sebagai pH tidak mempengaruhi proses bioakumulasi kadmium oleh Perna Viridis.
Tabel 1. Data biokinetika pengambilan kadmium dari air laut oleh Perna Viridis (Hari) 2 3 4 5 7 9 11 16 21 26 Css FKss
pH 8,2 Konsentrasi 109Cd (Bq/g) Ukuran hewan 4,3 cm 5,0 cm 5,7 cm 23,58 23,35 22,09 38,51 32,47 31,11 47,75 45,44 43,94 50,81 50,59 49,32 55,69 54,05 53,03 58,96 56,49 57,10 60,08 65,13 61,80 68,09 68,05 64,04 68,05 68,18 63,22 68,32 69,61 64,40 60,08 65,13 61,80 40,73 44,15 41,90
Css
Pengaruh ukuran hewan terhadap proses pengambilan kadmium dapat diketahui dengan membandingkan konsentrasi 109Cd dalam kondisi tunak (Css) dan perhitungan factor konsentrasinya
y = -4,05x + 64,867 R2 = 0,9075
80
y = 0,86x + 60,617 R2 = 0,1122 Linear (pH 8.6) pH 8.6
20
(FKss). Pengaruh ukuran tubuh hewan tersebut terhadap parameter biokinetika ditunjukkan pada Gambar 1.
100
100 y = -5,97x + 95,673 80 2 R = 0,9071 60 pH 8.2 40
pH 8,6 Konsentrasi 109Cd (Bq/g) Ukuran hewan 4,3 cm 5,0 cm 5,7 cm 25,59 23,53 20,24 40,47 37,75 36,12 49,50 45,70 46,96 58,49 55,35 51,12 68,77 63,24 61,07 80,09 75,27 62,27 88,60 85,94 76,66 87,73 87,19 75,79 88,56 89,14 75,08 89.63 89,24 76,58 88,60 85,94 76,66 60,07 58,26 51,97
Linear (pH 8.2)
0
FCss
Waktu
60 40 20 0
4,3
5
5,7
pH 8.2 pH 8.6 Linear (pH 8.6) Linear (pH 8.2) 4,3
y = 0,585x + 41,09 R2 = 0,1133 5
5,7
Ukuran hew an (cm)
Ukuran hew an (cm)
A
B
Gambar 1. Pengaruh ukuran hewan terhadap biokinetika proses pengambilan kadmium dari air laut (A) Sebagai Css (B) Sebagai FKss Berdasarkan nilai koefisien korelasi (R2) , maka hanya pada pH 8,2 yang menunjukkan pengaruh ukuran hewan terhadap parameter biokinetika pengambilan kadmium baik yang direpresentasikan sebagai Css maupun FKss. Perbedaan tersebut disebabkan kemampuan pengambilan kontaminan untuk moluska berukuran kecil lebih cepat dibandingkan yang berukuran lebih besar. Ukuran tubuh yang kecil (berusia muda) lebih cepat mengambil kontaminan dibandingkan dengan ukuran tubuh yang lebih besar (berusia lebih tua). Walaupun ukuran tubuh kecil tetapi luas permukaan dan rasio volume dan konsentrasi enzim memainkan peranan yang sangat
penting [9] . Disisi lain pada pH 8,6 tidak terdapat korelasi antara ukuran hewan dengan parameter biokinetik. Hal ini dapat disebabkan oleh proses metabolisme hewan tersebut tidak optimal pada pH 8,2. Proses bioakumulasi selalu dihitung berdasarkan pada biokinetika pengambilan dan pelepasan. Berpijak dari hal tersebut maka mekanisme pelepasan kadmium dari dalam tubuh pernaviridis yang direpresentasikan oleh 109Cd merupakan kajian yang sangat penting. Pada proses pelepasan ini dapat diketahui sampai seberapa lama kontaminan dapat bertahan dalam tubuh Perna
Prosiding PPI - PDIPTN 2005 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006
Heny Suseno
171
ISSN 0216 - 3128
viridis setelah kontaminasi dihentikan Hasil percobaan pelepasan kadmium oleh Perna viridis yang merepresentasikan penurunan konsentrasi
109
Cd dalam air laut dan konsentrasi 109Cd dalam tubuh hewan percobaan ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel 2. Data biokinetika pelepasan kadmium dari air laut oleh Perna viridis Waktu (Hari) 0 2 3 4 6 9 14 20 22 26 30 35
pH 8,2 Konsentrasi 109Cd (Bq/g) Ukuran hewan 4,3 cm 5,0 cm 5,7 cm 68,32 69,61 64,40 60,94 65,40 58,43 54,99 57,81 54,85 46,53 52,85 50,76 41,53 43,91 45,77 33,98 35,06 34,26 24,77 25,35 24,88 24,43 25,64 23,99 23,94 25,05 23,57 24,82 24,05 23,12 23,46 24,46 23,07 23,21 23,47 22,52
Mengacu pada Tabel 2 terlihat proses pelepasan kadmium pada semua ukuran berjalan dua tahapan, yaitu: pelepasan cepat (0 sampai dengan 9 hari) dan pelepasan lambat (14 sampai dengan 35 hari). Berdasarkan pada hasil eksperimen tersebut, maka perhitungan waktu paro biologis harus ditentukan pada tahapan singkat dan lambat. Perhitungan tersebut harus didahului pemodelan proses depurasi menggunakan persamaan saturasi seperti yang ditunjukkan pada persamaan (10) dan (11).
Pemodelan Proses Bioakumulasi Kadmium Oleh Perna Viridis Pemodelan proses bioakumulasi didahului oleh pemodelan proses pelepasan kontaminan dari tubuh hewan percobaan. Pemodelan berbasis pada linerisasi model matematika dan estimasi luas dari parameter-parameter menggunakan regresi linier. Untuk memperoleh suatu model, maka persamaan (10) dibuat dalam bentuk konsentrasi dan dibuat linier menggunakan natural logarithm sehingga persamaan tersebut menjadi:
ln Ct = ln C0 − ke .t
(15)
Persamaan (15) identik dengan persamaan linier Y=Y(0) + aX, sehingga logaritmik setiap nilai konsentrasi terhadap waktu dapat dibuat suatu grafik dan diperoleh slope sebagai ke. Salah satu contoh perhitungan untuk pemodelan adalah menggunakan data depurasi kadmium pada
pH 8,6 Konsentrasi 109Cd (Bq/g) Ukuran hewan 4,3 cm 5,0 cm 5,7 cm 89,63 89,24 76,58 79.94 78,58 66,80 73.93 73,73 62,30 67.31 68,98 58,31 58.96 56,06 46,49 42.78 45,10 40,71 33.40 34,43 32,32 32.05 33,31 27,50 31.40 33,05 26,82 30.77 32,64 27,07 30.77 32,55 28,09 30.48 31,65 26,97 pH 8,2, hewan berukuran 4,3 cm. Perhitungan dimulai dengan membuat plot ln konsentrasi terhadap waktu depurasi (14 sampai dengan 35 hari), sehingga diperoleh slope sebesar -0.0053 yang merupakan nilai ke untuk proses depurasi perlahan. Intercept dari plot tersebut adalah 3,5722 dan merupakan nilai ln Y(0) sehingga harga Y(0) dapat diperoleh sebesar 35,595. Berdasarkan perhitungan tersebut diperoleh persamaan eksponensial untuk pelepasan (depurasi) lambat sebagai berikut:
Y = 35,595e − 0,0053.t
(16)
Selanjutnya dilakukan plot waktu ( 0 sampai dengan 14 hari) terhadap ln konsentrasi 109Cd dikurangi 35,595e-0.0053.t dan diperoleh slope sebesar –0,198 yang merupakan nilai ke untuk proses depurasi singkat. Intercept dari plot tersebut adalah 4,178 dan merupakan nilai ln Y(0) sehingga harga Y(0) dapat diperoleh sebesar 65,283. Berdasarkan perhitungan tersebut diperoleh persamaan eksponensial untuk pelepasan (depurasi) lambat sebagai berikut:
Y = 65,2385e − 0,198.t
(17)
Penyusunan ulang persamaan (16) dan (17) diperoleh sebagai berikut:
Ct = 65,2385e − 0,198.t + 35,595e0,0053.t
(18)
Untuk memperoleh tampilan data sebagai persen retensi maka Co merupakan jumlah dari kedua
Prosiding PPI - PDIPTN 2006 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006
172
Heny Suseno
ISSN 0216 - 3128
intercept diatas sehinbgga diperoleh Co sebesar 65,2385 + 35,595 = 100.8335. Nilai persen retensi diperoleh dari membagi Ct dengan C0 sehingga diperoleh persamaan: (19)
100
100
90
90
80
80
70
70
60
60 % Retensi
% Rentensi
At = 0,647e − 0,198.t + 0,353e 0, 0053.t
Berdasarkan perhitungan tersebut di atas dan perhitungan dari data-data ukuran dan pH lainnya maka diperoleh model yang ditunjukkan pada Gambar 6
50
50
40
40
30
30
20
20 4.3 cm
10
5.0cm
5.7cm
10
4.3 cm
5cm
5.7cm
0
0 0
10
20
30
40
0
10
Waktu (hari)
20
30
40
Waktu (hari)
A B Gambar 6. Model proses depurasi kadmium pada Perna Viridis (A) pH 8,2 (B) pH 8,6
Berdasarkan Gambar 7, maka ukuran hewan mempengaruhi waktu paro bioligis pada baik pada pH 8,2 maupun 8,6. Semakin besar ukuran hewan tersebut, maka retensi kontaminan semakin lama. Waktu paro biologis untuk tahapan singkat berkisar antara 2,11 sampai dengan 3,74 hari. Arti fisis dari nilai ini adalah kadmium yang terkandung dalam jaringan Perna Viridis berkurang setengahnya
setelah 2,11 sampai 3,74 hari ketika kontaminasi dihentikan. Untuk memodelkan proses pengambilan kadmium oleh Perna Viridis maka digunakan penyusunan ulang persamaan (7) sehingga menjadi :
ln[C ss − C t ] = ln C ss − k e .t
t1/2b
Mengacu pada Gambar 6, maka kurva merupakan model sedangkan plot merupakan hasil eksperimen. Mengacu pada Gambar 7 maka pada pH 8,2 ukuran Perna Viridis tidak menunjukkan perbedaan pola retensi kontaminan kadmium yang cukup signifikan. Pengaruh ukuran hewan terhadap waktu paro biologis (t1/2b) ditentukan menggunakan nilai ke dan persamaan (12) ditunjukkan pada Gambar 7.
7 6 5 4 3 2 1 0
(20)
y = 0,325x + 3,1633 R2 = 0,9295
pH 8,2 pH 8,6 Linear (pH 8,6) Linear (pH 8,2) 4,3 5
Prosiding PPI - PDIPTN 2005 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006
y = 0,295x + 3,4133 R2 = 0,7373
Ukuran hew an (cm)
5,7
Heny Suseno
173
ISSN 0216 - 3128
Gambar 7. Pengaruh ukuran Perna Viridis terhadap waktu paro biologis pada tahapan singkat 80
100
90
70
80 60
Konsentrasi 109Cd (Bq/g)
70
Koncentrasi109Cd(Bq/g)
50
40
30
60
50
40
30 4.3 cm
20
4.3cm
5.0cm
5.0 cm
5.7 cm
5.7cm
20 10
10
0
0 0
10
20
30
Waktu (hari)
0
10 20 Waktu (hari)
30
A B Gambar 8. Model proses pengambilan kadmium oleh Perna Viridis (A) pH 8,2 (B) pH 8,6 Regresi dari plot antara ln[Css – Ct] terhadap t dihasilkan slope dan intercept sehingga persamaan (7) dapat dibentuk secara kuantitatif. Hasil perhitungan tersebut ditunjukkan pada Gambar 8. Mengacu pada Gambar 8 hari proses akumulasi maka estimasi konsentrasi 109Cd pada model cenderung mirip dibandingkan dengan eksperimen. Hal ini mengindikasikan bahwa pemodelan saturasi sangat realistic karena mengasumsikan kontaminan masuk kedalam organisme dan terakumulasi dan disertai oleh proses eliminasi. Disisi lain proses bioakumulasimerupakan selisih antara total akumulasi dengan total depurasi. Mengacu pada mekanisme akumulasi melalui proses passive uptake terjadi ketika ion logam kadmium mengikat dinding sel dengan dua cara yang berbeda, pertama pertukaran ion di mana ion monovalent dan divalent seperti Na, Mg, dan Ca pada dinding sel
digantikan oleh ion-ion logam berat; dan kedua adalah formasi kompleks antara ion-ion logam berat dengan functional groups seperti carbonyl, amino, thiol, hydroxy, phosphate, dan hydroxy-carboxyl yang berada pada dinding sel. Proses passive uptake ini bersifat bolak baik dan cepat. Berdasarkan teori tersebut, maka proses bioakumulasi tidak hanya merupakan proses pengambilan saja, tetapi juga diikuti oleh proses pelepasan baik melalui reaksi kesetimbangan maupun produk metabolisme berupa ekskresi.
KESIMPULAN Proses pengambilan kadmium dalam air laut oleh Perna Viridis mencapai kondisi tunak setelah 11 hari. Ukuran hewan percobaan tidak mempengaruhi pencapaian kondisi tunak proses pengambilan kadmium dariu air laut. Faktor
Prosiding PPI - PDIPTN 2006 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006
174
ISSN 0216 - 3128
konsentrasi kadmium pada Perna Viridis tertinggi adalah sebesar 60,07 untuk pH 8,2 dan 44,15 untuk pH 8,6. Faktor konsentrasi pada pH 8,6 dipengaruhi oleh ukuran hewan percobaan, semakin kecil ukuran Perna Viridis maka nilai factor konsentrasinya semakin besar. Waktu paro biologis untuk tahapan singkat berkisar antara 2,11 sampai dengan 3,74 hari. Waktu paro biologis untuk tahapan singkat dipengaruhi oleh ukuran hewan percobaan, semakin besar ukuran Perna viridis maka waktu paro biologis semakin besar. Berdasarkan biokinetika yang diperoleh dari percobaan pengambilan dan pelepasan maka terbukti Perna viridis dapat digunakan sebagai bioindikator kadmium pada perairan pesisir.
DAFTAR PUSTAKA 1. ANNOM (2003), “Jakarta Mandate Marine and Coastal Biodiversity”, http://www.biodiv.org/programmes/areas/marin e/SOEGIARTO, A, ( 1976), “ Pedoman Umum Pengelolaan Wilayah Pesisir”, Lembaga Oseanologi Nasional, Jakarta 2. HUTOMO, M, (2003). “Kebijakan Riset Kelautan”, disampaikan dalam Rapat Koordinasi POKJA Penyusunan Kebijakan Riset Lingkungan, Kementrian Riset dan Teknologi 3. SUSENO, H (2004), “ Influence of Body Size on Biokinetic of Cadmium in Indonesia’s Green Mussel (Perna Viridis)”, Proceeding on the
Heny Suseno
Seminar on The Development of Marine Radioecology in Indonesia, P2PLR BATAN 4. CONNEL, DW at al (1992) “ Kimia dan Ekotoksikologi Pencemaran”, UI Press, 1 5. FISHER, N (2002) “ Executive Summary “Ciesm Workshop Monographs 19, Metal and Radionuclide Bioaccumulation in Marine Organism, halaman 7-25 Monaco. 6. FISHER, N (2003) “ Advantage and Problems in The Apllication of Radiotracer for Determining The Bioaccumulation of Contaminant in Aquatic Organism, RCM on Biomonitoring, IAEA, Monaco 7. FOWLER, S.W (2002)“ Role of Plankton in Controlling Fluxes and Residence Time of Metal and Radionuclides in Sea” Ciesm Workshop Monographs 19, Metal and Radionuclide Bioaccumulation in Marine Organis, halaman 23-70 Monaco, 2002 8. CAMPBELL, P (2002) “ Predicting Metal Bioavailability- Applicability of Biotic Ligan Model, Ciesm Workshop Monographs 19, Metal and Radionuclide Bioaccumulation in Marine Organis, Monaco 9. BRUNER, K.A (1994), “The role of Zebra Mussel, Dreissena polymorpha in Contaminant Cycling : I The Effect of Body Size and Lipid Content of Bioconcentration of PCBs and PAH, J Great lake Res 20(4) 725-734, Inter Assoc Great Lake Res
Prosiding PPI - PDIPTN 2005 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006
