ISSN: 2252-3979 http://ejournal.unesa.ac.id/index.php/lenterabio
Efek Pemberian Kadmium dan Salinitas terhadap Akumulasi Kadmium pada Daging Udang Regang [Macrobrachium sintangense (De Man)] The Effect of Cadmium and Salinity to Cadmium Accumulation on Regang Shrimp’s Meat [Macrobrachium Sintangense (De Man)] Citra Bagus Ari-MNF*, Nur Kuswanti, Fida Rachmadiarti Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Surabaya * e-mail:
[email protected]
ABSTRAK Kadmium merupakan logam berat toksik yang bisa terakumulasi pada organisme air. Udang regang [Macrobrachium sintangense (De Man)] merupakan salah satu udang air tawar yang mampu hidup pada kisaran salinitas yang tinggi. Keberadaan Cd dalam tubuh organisme akan menyebabkan kerusakan beberapa organ tubuh terutama yang berhubungan dengan bioakumulasi dan biotransformasi dalam tubuh. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi pengaruh dan interaksi antara konsentrasi Cd dan salinitas terhadap akumulasi Cd pada daging udang regang. Jenis penelitian ini adalah penelitian eksperimental menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan 9 perlakuan dan 4 kali ulangan. Perlakuan tersebut yaitu Cd 0 ppb dengan salinitas 0 0/00, 10 0/00, 20 0/00, Cd 30 ppb dengan salinitas 0 0/00, 10 0/00, 20 0/00, dan Cd 300 ppb dengan salinitas 0/00, 10 0/00, 20 0/00. Teknik pengumpulan data dilakukan dengan pengukuran faktor fisik dan kimia media, pengukuran salinitas media uji, pengukuran Cd pada media uji dan akumulasi Cd pada daging udang regang. Analisis data dilakukan dengan melakukan uji statistik yaitu Uji Anava Dua Arah dan Uji Duncan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi Cd dan salinitas dengan pengaruh tinggi terhadap akumulasi Cd pada daging udang regang adalah konsentrasi Cd 30 ppb dan salinitas 0 0/00. Interaksi antara konsentrasi Cd dan salinitas yang optimal terhadap akumulasi Cd pada daging udang regang adalah konsentrasi Cd 300 ppb dan salinitas 20 0/00 . Kata Kunci: Udang regang, konsentrasi Cd, salinitas, akumulasi Cd.
ABSTRACT Cadmium is a toxic heavy metal that can accumulate in aquatic organisms. Regang shrimp [Macrobrachium sintangense (De Man)] is one of the freshwater shrimp that is consumed by societies and they are able to live in a wide salinity range. The presence of Cd in the organism body will cause damage of some organs especially that correlate with bioaccumulation and biotransformation. The aim of this study was to identify the influence and interaction between Cd concentration and salinity on Cd accumulation in Regang shrimp’s meat. This is an experimental research using completely randomized design (CRD) with 9 treatments and 4 repetitions. The treatments are Cd 0 ppb with salinity 0 0/00, 10 0/00, 200/00, Cd 30 ppb with salinity 0 0/00, 10 0/00, 20 0/00, and Cd 300 ppb with salinity 00/00, 10 0/00, 20 0/00. Data were collected by measuring physical and chemical factors of media, media salinity, Cd concentration and Cd accumulation in regang shrimp’s meat. Data were analyzed by using statistical tests that are Kolmogorov-Smirnov test, Levene's Test, Anava Two-Way Test and Duncan test. The results showed that there were significant interaction between Cd concentration and salinity on Cd accumulation in regang shrimp’s meat. The average of Cd accumulation in shrimp meat decreases as salinity of media increase. Cd concentration and optimal salinity to the accumulation of Cd in shrimp meat is 30 ppb and salinity 0 0/00 as well as the interaction between Cd concentration and optimal salinity to the accumulation of Cd in shrimp meat is 300 ppb and salinity 20 0/00. . Keywords: Regang shrimp, Cd concentration, salinity, Cd accumulation. .
PENDAHULUAN Kadmium merupakan logam berat yang sangat toksik setelah merkuri (Hg) (Connel, dan Miller, 1995). Logam berat dapat masuk tubuh makhluk hidup melalui fungsi transport ion trans epithel pada insang dan saluran pencernaan (Bastos dan Fraire, 2011). Dalam tubuh biota
perairan jumlah logam yang terakumulasi akan terus mengalami peningkatan (Palar, 1994). Keberadaan logam berat dalam tubuh organisme akan menyebabkan kerusakan beberapa organ tubuh terutama yang berhubungan dengan bioakumulasi dan biotransformasi Cd dalam tubuh.
80 LenteraBio Vol. 5 No. 3, Mei 2016: 79–83
Udang regang [Macrobrachium sintangense (De Man)] merupakan salah satu udang air tawar yang penyebarannya di Sumatera, Jawa dan Borneo (Wowor et al., 2009). Udang regang merupakan jenis udang yang hidupnya tersebar dari hulu hingga hilir sungai. Udang ini mampu hidup pada kisaran toleransi salinitas besar. Menurut Irawan et al. (1996) udang regang mampu bertahan hidup pada salinitas 20 0/00, dan hingga tujuh hari. Udang regang juga mempunyai pertahanan terhadap cekaman logam berat. Udang yang terpapar Cd akan mengakumulasi Cd pada insang dan dagingnya. Salinitas juga mempunyai pengaruh pada toksisitas logam berat. Salinitas mempunyai biovailabilitas dan ion trace di perairan, yang dapat mempengaruhi keterserapannya oleh organisme air sehingga dapat mempengaruhi akumulasi Cd pada ikan. Berdasarkan uraian di atas, perlu dilakukan suatu penelitian untuk mengetahui pengaruh konsentrasi Cd dan salinitas terhadap akumulasinya pada daging udang regang.
BAHAN DAN METODE Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental yang dilakukan pada bulan Oktober – November 2014. Perlakuan salinitas dan logam Cd dilakukan di Green House Jurusan Biologi FMIPA UNESA, analisis logam berat pada daging udang regang dilakukan di Laboratorium Kimia Analitik Universitas Brawijaya (UB) Malang dengan sasaran penelitian udang regang dengan panjang 5-6 cm. Rancangan penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan dua faktor perlakuan, yaitu salinitas yang terdiri dari 3 tingkat (0 %o, 10 %o, dan 20 %o,) dan konsentrasi Cd (0 µg/L, 30 µg/L, 100 µg/L, dan 300 µg/L) dengan pengulangan sebanyak 4 kali. Alat yang diperlukan dalam penelitian ini antara lain akuarium ukuran 30x30 cm yang dilapisi kantong plastik, aerator, refraktometer, pH meter, termometer, DO meter dan pipet ukur untuk aklimasi, pemanas dan AAS (Atomic Absorption Spectrophotometry) untuk analisis kadar akumulasi Cd. Bahan yang diperlukan antara lain udang regang [Macrobracium sintagense (De Man)], air PDAM yang telah diendapkan selama 24 jam, HNO3 pekat, H2SO4 pekat serta, kadmium (Cd(NO3)2-4H2O) dalam bentuk kristal. Penelitian ini terdiri dari tiga tahap, yaitu tahap pembuatan media, tahap aklimasi dan perlakuan, serta tahap uji. Tahap pembuatan
media air dengan salinitas 00/00, 100/00, dan 200/00 dilakukan dengan mengambil air PDAM dan air laut bagian yang jernih kemudian mengukur salinitasnya menggunakan spektrofotometer sehingga didapat 300/00 dengan menggunakan rumus V1N1 = V2N2. Tahap Pembuatan Larutan Cd dengan konsentrasi 0 ppm, 30 ppm, 300 ppm dilakukan dengan mengambil air PDAM dan membuat stok Cd 1000 ppm dengan rumus V1N1 = V2N2. Tahap selanjutnya adalah dengan membuat larutan kombinasi, sehingga larutan mengandung konsentrasi Cd dan salinitas. Tahapan selanjutnya yakni aklimasi dan perlakuan. Aklimasi dilakukan selama 7 hari, dengan pemberian pakan berbentuk pelet setiap hari dan tahap perlakuan dilakukan selama 96 jam (4 hari). Pada hari perlakuan, dilakukan pengukuran parameter kualitas air (pH, DO, suhu, dan salinitas) setiap hari. Pada tahap pengukuran kadar logam Cd dilakukan dengan prinsip kerja AAS (Chudaifah, 2010), yakni penguapan atau pengkabutan yang dibaca dari kabut/asap sampel yang dibakar dengan pembakar asetilen. Data yang berhasil dikumpulkan kemudian dianalisis menggunakan uji statistik meliputi uji Anava dua arah dan uji Duncan.
HASIL Penelitian yang telah dilakukan mengenai efek pemberian Cd dan salinitas terhadap akumulasi Cd pada daging udang regang [Macrobracium sintangense (De Man)], melalui beberapa perlakuan yaitu pemberian larutan Cd dengan konsentrasi 0 ppb, 30 ppb, 300 ppb dan pemberian salinitas 0%o ,10%o ,20%o diperoleh data yaitu akumulasi Cd pada daging udang regang [Macrobracium sintangense (De Man)]. Dalam penelitian ini diperoleh data utama dan data pendukung. Data utama adalah akumulasi Cd pada daging udang regang [Macrobracium sintangense (De Man)] yang diukur menggunakan AAS dan data diolah menggunakan uji Anava dua arah dan uji Duncan, sedangkan data pendukung adalah kondisi fisika-kimia lingkungan media uji. Hasil akumulasi Cd pada daging udang regang [Macrobracium sintangense (De Man)] disajikan pada Tabel 1. Berdasarkan hasil pada Tabel 1 dapat diketahui bahwa pada salinitas yang sama di setiap kelompok perlakuan, semakin tinggi konsentrasi Cd semakin tinggi akumulasi Cd pada daging udang regang. Selain itu, dapat diketahui bahwa semakin tinggi salinitas maka
Ari-NMF dkk.: Efek pemberian kadmium terhadap akumulasi kadmium 81
semakin rendah nilai akumulasi Cd pada daging udang regang begitupun sebaliknya. Data pendukung berupa kualitas air yaitu data fisika-kimia dengan volume masing-masing perlakuan sebesar 10 liter sebagai media uji udang regang [Macrobracium sintangense (De Man)],
meliputi pengukuran suhu, pH, dan DO untuk mengetahui kualitas air selama penelitian. Data rerata hasil pengukuran kualitas air (suhu, pH, dan DO) disajikan pada Tabel 2.
Tabel 1. Akumulasi Cd pada Daging Udang Regang [Macrobracium sintangense (De Man)] pada berbagai salinitas Salinitas (0/00) Konsentrasi 0 10 20 Cd (ppb) (Rerata ± SD) (Rerata ± SD) (Rerata ± SD) 0 0.828125 ± 0.099069 cB 0.542225 ± 0.067197 bB 0.268975 ± 0.035265 aB 30 1.089225 ± 0.142284 cC 0.542300 ± 0.047307 bC 0.402850 ± 0.055712 aC 300 0.571025 ± 0.084391 bA 0.413750 ± 0.029756 aA Keterangan: huruf a, b, c menunjukkan salinitas; huruf A, B, C menunjukkan kadmium Tabel 2. Rerata hasil pengukuran kualitas air (suhu, pH, dan DO) selama perlakuan Rerata kualitas air Salinitas (0/00) Konsentrasi Cd (ppb) Suhu (oC) pH 0–0 26,7 7,4 0 - 30 26,9 7,4 0 - 300 26,9 7,4 10 - 0 26,6 7,4 10 - 30 26,5 7,5 10 - 300 2,.8 7,4 20 - 0 26,9 7,4 20 - 30 26,8 7,4 20 – 300 26,8 7,5
Berdasarkan data kondisi fisika-kimia lingkungan yang diperoleh, dapat diketahui bahwa kualitas air media uji sudah sesuai dengan kondisi lingkungan hewan uji. Pengukuran suhu yang dilakukan dengan menggunakan termometer gantung selama penelitian, diperoleh hasil berkisar antara 26,5 - 26,9 0C yang menunjukkan bahwa pada suhu tersebut udang regang dapat hidup dengan baik. Hal ini sesuai dengan pernyataan Wardoyo (1997) bahwa suhu optimal bagi udang adalah 25 - 30 0C. Pengukuran pH dengan menggunakan pH meter selama penelitian, diperoleh hasil berkisar antara 7,4 – 7,5 yang menunjukkan bahwa pH normal. Hal ini sesuai dengan pendapat Wardhana (2004) bahwa di perairan pH normal udang sekitar 6,5 – 7,5. Pengukuran DO menggunakan DO meter selama penelitian diperoleh hasil berkisar antara 8,4 – 13,2 ppm yang menunjukkan bahwa DO dalam air berlimpah. Hal ini sesuai pernyataan Odum (1971) bahwa DO air pada udang yang tidak tercemar adalah > 6,5 ppm.
PEMBAHASAN Berdasarkan hasil perlakuan Cd pada udang regang selama 4 hari menunjukkan bahwa terdapat perbedaan akumulasi Cd pada masingmasing perlakuan daging udang yang mengindikasikan adanya pengaruh dan interaksi
DO (ppm) 8,4 8,5 8,4 8,4 13,2 8,5 8,4 8,5 8,5
antara konsentrasi Cd dengan salinitas. Hasil perlakuan Cd dan salinitas diuji menggunakan anava dua arah serta dilanjutkan dengan uji Duncan. Tabel 1 menunjukkan bahwa pada salinitas yang sama, semakin tinggi konsentrasi Cd samakin tinggi akumulasi Cd pada daging udang regang. Hal ini sesuai dengan pendapat Van Esch (1997) dalam Martuti (2001) mengatakan bahwa semakin besar indeks faktor konsentrasi maka logam berat tersebut dapat semakin bersifat racun. Pada konsentrasi Cd 300 ppb dengan salinitas 00/00 udang regang mati dikarenakan Cd setinggi 300 ppb dalam keadaan bebas tanpa adanya salinitas membuat berbagai bagian tubuh udang regang mengalami kerusakan. Hal ini sesuai dengan pendapat Connell & Miller (1995) bahwa Cd yang terlarut dalam media uji secara alamiah berbentuk ion bebas kation Cd yang terlarut di media uji akan berinteraksi dengan anion-anion salinitas yang ada (CI-, SO42-, HCO3) membentuk kompleks anorganik ataupun organik sehingga akan mengurangi keberadaan ion Cd dalam bentuk bebas (Yudiati, et al., 2009). Hal ini juga dipertegas pula oleh Erlangga (2007) yang menyatakan bahwa salinitas dapat mempengaruhi keberadaan logam berat di perairan, bila terjadi penurunan salinitas karena adanya proses desalinasi maka akan
82 LenteraBio Vol. 5 No. 3, Mei 2016: 79–83
menyebabkan peningkatan daya toksik logam berat dan tingkat bioakumulasi logam berat semakin besar, sehingga pada salinitas yang rendah akan menyebabkan peningkatan toksisitas Cd. Salinitas juga sangat berpengaruh terhadap toksisitas Cd, semakin tinggi salinitas, semakin rendah toksisitas Cd. Dalam air laut sebagian besar ion tracemetal berikatan dengan ligan komplek (anorganik dan organik, terutama dengan Cl) (Rainbow, 1995). Hal ini dipertegas oleh Yudiati et al (2009) bahwa kation Cd yang terlarut di air akan berinteraksi dengan anion yang ada (CI-) membentuk kompleks anorganik ataupun organik sehingga mengurangi keberadaan ion Cd dalam bentuk bebas. Adanya interkasi antara konsentrasi Cd dan salinitas menyebabkan perbedaan akumulasi Cd pada udang regang. Interaksi antar keduanya terjadi pada saat kation Cd berikatan dengan salah satu anion salinitas (CI-, SO42-, HCO3-) sehingga mengurangi akumulasi Cd pada daging udang regang. Berdasarkan Tabel 1 yakni pada Cd 300 ppb dengan salinitas 200/00 menghasilkan rerata akumulasi sebesar 0,413750 ppm yang jauh lebih kecil dibanding dengan rerata akumulasi Cd pada konsentrasi Cd 0 ppb dengan salinitas 00/00 sebesar 0,828125 ppm dan rerata akumulasi Cd pada konsentrasi Cd 30 ppb dengan salinitas 100/00 sebesar 0,542300 ppm. Hal tersebut menunjukkan bahwa walaupun dengan pemberian Cd dalam jumlah besar yakni 300 ppb akan terakumulasi pada daging udang regang dalam jumlah kecil jika berinteraksi dengan salinitas yang tinggi yakni 200/00. Hasil ini sesuai dengan pernyataan Zirino dan yamamoto (1972) bahwa penurunan salinitas berkaitan erat dengan penurunan agen pengomplek klorid yang menyebabkan peningkatan peningkatan konsentrasi ion logam Cd2+ dalam media, sedangkan semakin tinggi salinitas media konsentrasi agen pengomplek klorid semakin besar, sehingga mengurangi konsentrasi Cd2+ yang diserap oleh organisme melalui transport aktif dan difusi berfasilitas dan mengakibatkan Cd yang terakumulasi pada daging udang akan semakin kecil konsentrasinya. Berdasarkan Tabel 1 terlihat bahwa udang regang pada salinitas 100/00 dan 200/00 ketika dipaparkan oleh Cd 300 ppb mampu bertahan hidup sedangkan udang regang pada salinitas 00/00 pada konsentrasi Cd yang sama tidak mampu bertahan hidup, hal ini terjadi karena pada salinitas 100/00 dan 200/00 terjadi peristiwa terikatnya ion Cd2+ oleh agen pengkompleks klorid, sehingga Cd tidak terakumulasi ke dalam daging udang regang regang, namun pada salinitas 00/00 Cd sebagai ion logam berat dalam
keadaan bebas Cd2+ sehingga diserap langsung dan terakumulasi oleh udang regang. Seperti yang dijelaskan oleh Zirino dan Yamamoto (1972), bahwa penurunan salinitas berkaitan erat dengan penurunan agen pengomplek klorid yang menyebabkan peningkatan konsentrasi ion logam Cd2+ dalam media, sedangkan semakin tinggi salinitas media konsentrasi agen pengomplek klorid semakin besar, sehingga mengurangi konsentrasi ion Cd2+ yang diserap oleh organisme
SIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa pemberian konsentrasi Cd dan salinitas yang berbeda berpengaruh terhadap akumulasi Cd pada daging udang regang [Macrobracium sintangense (De Man)]. Konsentrasi Cd dan salinitas yang optimal terhadap akumulasi Cd pada daging udang regang adalah konsentrasi Cd 30 ppb dan salinitas 00/00. Pemberian konsentrasi Cd yang berbeda dengan salinitas yang berbeda menyebabkan adanya interaksi yang berpengaruh terhadap akumulasi Cd pada daging udang regang [Macrobracium sintangense (De Man)]. Interaksi antara konsentrasi Cd dan salinitas yang optimal terhadap akumulasi Cd pada daging udang regang adalah konsentrasi Cd 300 ppb dan salinitas 200/00. DAFTAR PUSTAKA
Connel DW dan Miller GJ, 1995. Kimia dan Ekotoksikologi Pencemaran. Penerjemah: Yanti Koestoer. Jakarta : UI Press. Chudaifah L, 2010. Konsentrasi Pb, Cd, dan Hg pafa ikan pepetek (Leiognathus equulus) yang ditangkap di Pantai Jawa Timur dan batas aman konsumsinya. Tesis tidak dipublikasikan. Surabaya: Universitas Airlangga. Erlangga, 2007. Efek Pencemaran Perairan Sungai Kampar di Propinsi Riau Terhadap Ikan Baung (Hemobagrus hemurus).Tesis tidak dipublikasikan. Bogor: Pascasarjana IPB. Irawan, B., Indinah, Sudarmanto, H, 1996. Toleransi Udang Regang Macrobrachium sintangense Terhadap Salinitas, Berkala Penelitian Hayati No. 2 87-90. Martuti NKT, 2001. Akumulasi Logam Berat Cd Pada Ikan Lunjar (Rasbora argyrotaenia), Wader (Barbodes balleroides) dan Nilem (Osteochillus haseltii) di Kali Garang Semarang. Tesis tidak dipublikasikan. Yogyakarta: Universitas Gadjah Mada. Palar H, 1994. Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat.Jakarta: Rineka Cipta. Rainbow PS, 1995. Accumulation of Cadmiumby palemon elegans (Crustacea : Decapoda). Marine ecology.Prog. Ser. 32 : 17-25.
Ari-NMF dkk.: Efek pemberian kadmium terhadap akumulasi kadmium 83
Wardhana WA, 2004. Dampak Pencemaran Lingkungan. Yogyakarta : Andi Offset. Wardoyo S, 1997. Kriteria Kualitas Air Untuk Keperluan Pertanian dan Perikanan. Institut Pertanian Bogor. 41 hlm. Yudiati E, Sedjati S, Enggar I, Hasibuna I, 2009. Dampak Paparan Logam Berat Kadmium pada salinitas yang Berbeda terhadap Mortalitas dan Kerusakan
Jaringan Insang Juvenile Udang Vaname (Litopeneus vannamei). Ilmu Kelautan. 14 (4) : 29-35. Zirino A, dan Yamamoto S, 1972. A pH Dependent Model and Chemical Speciation of Copper, Zinc, Cadmium, and Lead in Sea Water. Limnol Oceanogr. 17 : 661-671.
