PENCEMARAN LOGAM Cr (Chromium) DI SUNGAI SERANG DITINJAU DARI KUALITAS AIR, CANGKANG DAN STRUKTUR MIKROANATOMI INSANG Anodonta woodiana Lea. THE CHROMIUM ACCUMULATION OF SERANG RIVER WATER QUALITY, SHELL AND GILLS MICROANATOMY STRUCTURE OF Anodonta woodiana Lea Cynthia Permata Sari, Sunarto, Edwi Mahajoeno Department of Biology , Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Sebelas Maret University, Surakarta
ABSTRACT Chromium metal is one of the toxic heavy metal for any organism. Cr can penetrate into sel very fast. Chromium would be disturb working of enzim, its make metabolism and functional system of the body disturbed. Anodonta woodiana Lea is one of aquatic animal that very responsible to heavy metal. It is a filter feeder animal lived on bottom of water. This animal can be use to indicator of water quality. The aim this research is to find chromium pollution values at Serang River water in physic (temperatures), chemicals (puissance negative de H and dissolved oxygen) and biological aspects. Especially with checking shell thickness index and gills anatomy structures of Anodonta woodiana Lea. The survey research sample has taken in three check points station at Serang River. Physic and chemicals factor measured at location in Serang River. The heavy metal analysis with FAAS method and microanatomy preparation has taken in laboratory. Data collected from chromium research analyzed with ANAVA and continued to DMRT if different data found using 5 % significant value. The Pearson Correlation statistics method using to find relation between environmental factors and chromium accumulation value. The research on Serang River found that the river water quality still adequate to used as third class water fuction which regulated in Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No 82/2001. The research found water quality parameter value on temperature 29,7° C, pH 7,39 and DO 4,91 ppm (average value). Meanwhile, chromium heavy metal analysis founded that chromium accumulation average valued on Serang River higher than water quality standard on PPRI 82/2001 with 0,05 ppm. Negative correlation between Cr accumulation on water and temperature 20,2%, DO 93,3%. pH 83,3% has positive correlation. The study in Anodonta woodiana Lea shell thickness showed value 2-3 mm as effect of deficiency. Keywords : chromium metal, water quality, Anodonta woodiana Lea
1
2
PENDAHULUAN Menurut Undang-Undang Pengelolaan Lingkungan Hidup Nomor 23 tahun 1997 pasal 1 ayat 13 pencemaran lingkungan hidup adalah masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi, dan/atau komponen lain ke dalam lingkungan hidup oleh kegiatan manusia sehingga kualitasnya turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan hidup tidak dapat berfungsi sesuai dengan peruntukannya. Adanya logam-logam berat seperti Cr di perairan tentunya berdampak buruk bagi organisme yang hidup di perairan tersebut karena daya racun yang dimiliki oleh bahan aktif dari logam berat akan bekerja sebagai penghalang kerja enzim dalam proses fisiologis dan metabolisme tubuh organisme yang menyebabkan enzim tidak berfungsi sebagaimana mestinya sehingga proses metabolisme terputus. Di samping itu, logam Cr juga dapat terakumulasi dalam tubuh dan masuk dalam rantai makanan, sehingga pada tingkat tropik yang lebih tinggi akumulasi logam tersebut sangat tinggi, akibatnya timbul keracunan yang pada tingkat kronis dapat mengakibatkan kematian (Palar, 1995, Darmono, 1995 dan Lu, 1994).
BAHAN DAN METODE Bahan : Dalam penelitian ini digunakan bahan-bahan sebagai berikut Anodonta woodiana Lea sejumlah 15 ekor dengan pengambilan 5 ekor di setiap stasiun, air sampel dari setiap stasiun; lumpur dari sedimen sungai; bahan-bahan kimia yang digunakan untuk pembuatan preparat mikroanatomi yaitu preparat irisan (section) dengan metode paraffin terdiri dari : Larutan Bouin, Toluol, Alkohol bertingkat ( 80% - 100% ), Haematoxylin Ehrlich-Eosin, Canada balsam, Mayers albumin, Xylol dan paraffin, Formalin 4% untuk awetan Anodonta woodiana Lea; Bahan-bahan kimia untuk analisis kualitas air limbah Cr total : Larutan induk Cr, HNO3 dan Gas Asetilena.
3
Alat : Dalam penelitian ini digunakan alat-alat sebagai berikut : ember plastik, botol plastik, termometer elektrik, DO meter, pH meter, Eckman grab, Secchi disk, alat bedah, alat untuk pembuatan preparat mikroanatomi berupa bak paraffin, gelas benda, gelas penutup, mikrotom putar, oven, thermostat, botol flakon, holder kayu, mikroskop, alat fotomikrografi, set FAAS merk SHIMADZU AA-6050F. Penelitian ini menggunakan metode survei. Pengambilan sampel air, sedimen, Anodonta woodiana Lea seberat 100-150 gr pada tiga stasiun dengan 5 kali ulangan. Pengukuran kualitas fisik dan kimia air dilakukan secara langsung di tempat. Pengukuran kadar Cr dengan FAAS (Flame Atomic Adsorbtion Spectrofotometry) dan pembuatan preparat di laboratorium.
HASIL DAN PEMBAHASAN Tabel 1. Hasil Kualitas Perairan Sungai Serang Parameter
Stasiun I
Stasiun II
Stasiun III
Baku Mutu
lingkungan Suhu
29,3ºC
30,5ºC
29,3ºC
Deviasi 31
pH
7,35
7,28
7,53
6 – 91
DO
5,04
4,93
4,76
4 (minimum)1
Kadar Cr air
0,05
0,05
0,06
0,051
0,0162
Suhu, pH dan DO masih berada dalam batas baku mutu menurut PP RI No 82 tahun 2001. Secara umum kondisi-kondisi parameter fisik dan kimia kualitas air tersebut masih berada di bawah batasan nilai maksimum pencemaran air kelas III (sesuai peruntukkan sungai) dalam PP RI No 82 tahun 2001, kecuali pada nilai kromium stasiun 3 yang sedikit telah melewati ambang batasan :
4
Tabel 2. Hasil Korelasi Pearson Faktor
Korelasi Pearson (r) kandungan Cr
lingkungan
air
sedimen
cangkang
insang
suhu
-0,202
-0,296
-0,029
0,099
pH
0,833
0,895
0,685
0,564
DO
-0,933
-0,944
-0,833
-0,789
Cr air
1
0,984
0,911
0,853
Suhu mempunyai korelasi yang positif terhadap kandungan Cr dalam air sebesar -0,202. Hal ini berarti bahwa 20,2% kandungan logam Cr dalam air dipengaruhi oleh suhu dan sisanya merupakan faktor lain. Pada sedimen suhu berkorelasi negatif sebesar 29,6% dan pada cangkang juga menunjukkan korelasi negatif sebesar 2,9%. Suhu mempunyai korelasi positif sebesar 9,9% terhadap insang. Hasil korelasi menunjukkan hubungan positif antara pH dengan kandungan Cr dalam air, sedimen, cangkang dan insang. pH memberikan pengaruh terbesar terhadap kandungan Cr di dalam sedimen sebesar 89,5%. DO merupakan faktor terbesar yang berpengaruh terhadap kandungan Cr dalam air dan sedimen. DO berkorelasi negatif terhadap kandungan Cr dalam air sebesar 93,3% dan dalam sedimen sebesar 94,4%. Pada cangkang DO mempengaruhi sebesar 83,3% dan pada insang sebesar 78,9%. DO menunjukkan besarnya oksigen yang terlarut dalam perairan. Semakin tinggi nilai DO pada air akan membuat berkurangnya kadar logam Cr dalam air dan sedimen. Hal ini dikarenakan adanya kandungan oksigen yang cukup tinggi pada air sehingga dapat mengikat dan mengoksidasi logam Cr.
5
Tabel 3. Kandungan logam Cr pada insang (ppm) Stasiun1
Stasiun 2
Stasiun 3
0,45
0,65
1,164
0,422
1,13
1,178
0,532
0,97
1,86
0,101
0,925
1,209
0,047
0,75
1,204
Kadar Cr pada insang Anodonta woodiana Lea pada setiap stasiun memiliki variasi berbeda. Kandungan logam Cr pada stasiun 1 memiliki rata-rata sebesar 0,5864 ppm, stasiun 2 sebesar 0,8028 ppm dan akumulasi terbesar pada stasiun 3 sebesar 1,192 ppm. Hasil pengamatan struktur mikroanatomi insang Anodonta woodiana Lea, kondisi insang mengalami perubahan di antaranya adalah nekrosis, hypertrophy dan degenerasi sel-selnya. Semakin tinggi akumulasi logam Cr yang ada pada insang semakin tampak perubahan struktur anatominya sampai terjadinya nekrosis. Keterangan : Keterangan : 1. sel pilar 1
2. sel darah 3. membran basalis
2
4. sel epitel
3 4
Gambar 1. Struktur mikroanatomi insang stasiun 1 terpapar Cr 0,047-0,532 ppm
6
Struktur mikroanatomi insang pada stasiun 1 menunjukkan bahwa membran basal masih dalam keadaan utuh, sel epitel mengalami edema dan ada yang tampak pecah. Hal ini mungkin disebabkan karena adanya logam Cr yang masuk ke dalam sel epitel sebagai bagian terluar dari insang. Logam Cr yang terakumulasi pada stasiun ini mempunyai rentang antara 0,047-0,532 ppm. Struktur insang pada stasiun satu tidak terlalu tampak perbedaan dengan struktur normalnya. Hal ini karena akumulasi logam Cr yang kecil pada stasiun satu. Sel epitel susunannya mulai tidak teratur hal ini mungkin karena adanya logam berat yang berikatan dengan metaloenzim. Bahan pencemar dapat masuk ke dalam tubuh ikan melalui tiga cara yaitu melalui rantai makanan, insang dan difusi permukaan kulit (Hutagalung, 1984)
Keterangan : 1.membran basal mengalami 1 kerusakan 2
2.lakuna tidak ada sel darah 3. lakuna menyempit
3
Gambar 2. Struktur mikroanatomi insang stasiun 2 terpapar Cr 0,65-1,13 ppm Pada stasiun kedua struktur insang mengalami kerusakan membran basalis, lakuna mulai menyempit dan tidak ada sel darah. Insang pada stasiun ini terpapar logam Cr sebesar 0,65-1,13 ppm. Insang mengalami pembengkakan disertai susunan sel epitel yang tidak teratur. Hal ini mungkin karena adanya kerusakan pada jaringan
7
darah kapiler yang menyusun epithelium. Penyempitan lakuna menyebabkan gangguan pernapasan dan efisiensi fungsi insang. Peningkatan jumlah sel akibat adaptasi fisiologis secara permanen, atau paling tidak untuk beberapa waktu tertentu disertai perubahan struktural dan biasanya ditandai proliferasi sel “siklus sel” atau ditandai dengan proses mitosis (Caturi dkk., 2003).
Keterangan : 1. kematian sel darah 2.
2. dua lamela menyatu 1
3. kematian sel epitel
2
3
Gambar 3. Struktur mikroanatomi insang stasiun 3 terpapar Cr 1,164-1,86 ppm Pada gambar di atas tampak adanya lamella yang bersatu akibat terjadinya hypertrophy. Akumulasi kromium yang besar antara 1,164-1,86 ppm membuat terjadinya kematian sel. Logam Cr mungkin menghambat enzim yang berperan untuk pembelahan sel sehingga tidak terjadi pertumbuhan sel baru yang mengakibatkan nekrosis. Akumulasi logam berat pada insang dapat menyebabkan terjadinya anoxemia yaitu terganggunya fungsi pernapasan berupa sirkulasi dan ekskresi dari insang.
8
Tabel 4. Indeks ketebalan cangkang (mm) Stasiun 1
Stasiun 2
Stasiun 3
3,375
3,1
2,5
3,11
3,25
2,5
3
3,2
3
3,5
3
2,66
3,16
3,125
2,45
Indeks ketebalan cangkang lebih kecil dari 5 mm diindikasikan sebagai adanya pengurangan ketebalan cangkang (Alzieu et.al; 1982), sementara indeks diatas 10 mm merupakan ukuran yang normal (Alzieu and Portmann, 1984). Dari tabel diatas menunjukkan bahwa ketiga stasiun mengalami defisiensi ketebalan cangkang. Adanya logam Cr yang masuk ke dalam tubuh Anodonta woodiana Lea akan mengganggu aktivitas fisiologis dari hewan ini. Cangkang merupakan organ pelindung yang terbuat dari kalsiun karbonat. Cangkang akan bersifat rapuh setelah bereaksi dengan logam berat. Semua stasiun mengalami penurunan indeks ketebalan cangkang. Indeks ketebalan cangkang semakin kecil dari stasiun1 sampai 3. Stasiun 3 menunjukkan adanya penurunan ketebalan cangkang yang paling besar. Hal ini sebagai akumulasi logam Cr yang besar pada stasiun 3. Pada stasiun ini Cr banyak terakumulasi pada sedimen yang langsung dapat melakukan penetrasi ke dalam sel melalui cangkang sebagai organ paling luar.
KESIMPULAN 1. Tingkat pencemaran logam Cr di Sungai Serang sebesar 0,05 ppm berada pada batas baku mutu menurut PP RI No. 82 Tahun 2001. 2. Kandungan chromium secara umum berkorelasi positif terhadap suhu dan pH perairan. Sedangkan dengan DO kadar Cr akan berkorelasi negatif.
9
3. Penurunan Indeks ketebalan cangkang antara 2-3 mm karena adanya akumulasi chromium sebesar 23,23 ppm dan perubahan struktur mikroanatomi insang dari hyperplasia, hypertrophy, dan nekrosis karena akumulasi chromium 0,91 ppm.
DAFTAR PUSTAKA Alzieu, C., Heral, M., Thibaud, Y., Dardignae, M. J., and Feuillet, M. 1982. Influence des antisallisures a base d’organostaniques sur la calcification de la coquille de I’huitre Crassostrea gigas. Rev. Trav. Pech.marit.45.101-116 Alzieu, C & Potrmannn, J. E. 1984. The Effect of Tributyltin on Heculture of Crassotrea gigas and other species. In Proceedings of the 15th Annual Shellfish Conference. London : 87-104 Darmono. 1995. Logam dalam Sistem Biologi Makhluk Hidup. UI Press, Jakarta. Caturi, A.W. 2005. Kandungan Logam Berat Tmbal (Pb) serta Struktur Mikroanatomi Ctenidia dan Digestive Gland (hepar) Anodonta woodiana Lea di Sungai Serang Hilir Waduk Kedung Ombo. Skripsi. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret, Surakarta. Hutagalung, H.P. 1984. Logam Berat Dalam Lingkungan Laut. Pewarta Oceana IX (I) : 12-19 Palar, H. 2004. Pencemaran dan Toksikologi dan Logam Berat. Rineka Cipta, Jakarta. Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 23 Tahun 1997 tentang “Pengelolaan Lingkungan Hidup”.
