Efek Cadmium terhadap jaringan / sel plankton
please, after reading an article or would leave this page, leave a comment .>.>. . . (^_^)
Untuk
efek cadmium terhadap sel / jaringan plankton, berdasarkan hasil penelitian Ku
dilihat kadar rerata di semua lokasi penelitian adalah <0,001 ppm atau <1
ppb. Data ini menunjukkan bahwa kondisi perairan pada saat pengamatan relatif
homogen. Kadar Cd ini masih sesuai dengan kadar Cd yang normal dalam air laut
yakni 0.11 ppb , dan dengan Nilai Ambang Batas (NAB) yang ditetapkan oleh untuk
kepentingan biota laut adalah 0.001 ppm atau 1 ppb. Berdasarkan hasil
penelitian ini, kualitas perairan ini termasuk kelas A, baik sekali, dengan
nilai = 0 (memenuhi Baku Mutu) BPLHD.mendapatkan kadar Cd di perairan Ancol
(posisi stasiun tidak diketahui) sebesar 0.1 ppm atau
100 ppb.
Hasil
penelitian kadar Cd oleh BPLHD relatif sangat tinggi dan berbahaya bagi
kehidupan biota laut. Bila mengacu kepada hasil penelitian BPLHD ini maka
kualitas perairan ini termasuk kelas B, baik, dengan nilai = -2 (tercemar
ringan) Cd merupakan salah satu logam berat yang bersifat racun dan merugikan
bagi semua organisme hidup, bahkan juga berbahaya untuk manusia. Dalam badan
perairan, kelarutan Cd dalam konsentrasi tertentu dapat membunuh biota perairan.
Biota-biota yang tergolong bangsa udang-udangan (crustacea) akan mengalami
kematian dalam selang waktu 24 - 504 jam bila di dalam badan perairan di mana
biota tersebut hidup terlarut logam atau persenyawaan Cd pada rentang
konsentrasi antara 0.005-0.15 ppm.
Untuk
biota-biota yang tergolong ke dalam bangsa serangga (insecta) akan mengalami
kematian dalam selang waktu 24-672 jam bila ditemukan di dalam badan perairan
di mana biota tersebut hidup terlarut Cd atau persenyawaan Cd dalam rentang
konsentrasi antara 0.003-18 ppm. Sedangkan untuk biota biota perairan yang
tergolong ke dalam keluarga Oligochaeta akan mengalami kematian dalam selang
waktu 24-96 jam bila di dalam badan perairan terlarut logam Cd atau
persenyawaannya dengan rentang konsentrasi antara 0.0028-4.6 ppm.
1.2. Pengaruh proses polutan pada logam berat terhadap mikroorganisme
Adanya logam berat di perairan,
berbahaya baik secara langsung terhadap kehidupan organisme, maupun efeknya
secara tidak langsung terhadap kesehatan manusia. Hal ini berkaitan dengan
sifat-sifat logam berat ( PPLH-IPB, 1997; Sutamihardja dkk, 1982) yaitu :
1.
Sulit didegradasi, sehingga mudah terakumulasi dalam lingkungan perairan dan
keberadaannya
secara alami sulit terurai (dihilangkan)
2.
Dapat terakumulasi dalam organisme termasuk kerang dan ikan, dan akan
membahayakan
kesehatan manusia yang mengkomsumsi organisme tersebut
3.
Mudah terakumulasi di sedimen, sehingga konsentrasinya selalu lebih tinggi dari
konsentrasi
logam dalam air. Disamping itu sedimen mudah tersuspensi karena pergerakan masa
air yang akan melarutkan kembali logam yang dikandungnya ke dalam air, sehingga
sedimen menjadi sumber pencemar potensial dalam skala waktu tertentu Kadmium
dalam air berasal dari pembuangan industri dan limbah pertambangan.
Logam ini sering digunakan sebagai pigmen pada
keramik, dalam penyepuhan listrik, pada pembuatan alloy, dan baterai alkali.
Keracunan kadmium dapat bersifat akut dan kronis. Efek keracunan yang dapat
ditimbulkannya berupa penyakit paru-paru, hati, tekanan darah tinggi, gangguan
pada sistem ginjal dan kelenjer pencernaan serta mengakibatkan kerapuhan pada tulang
(Clarkson, 1988; dan Saeni, 1997).
Menurut
Darmono (1995) daftar urutan toksisitas logam paling tinggi ke paling rendah
terhadap manusia yang mengkomsumsi ikan adalah sebagai berikut Hg2+ > Cd2+
>Ag2+ > Ni2+ > Pb2+ > As2+ > Cr2+ Sn2+ > Zn2+. Sedangkan
menurut Kementrian Negara Kependudukan dan Lingkungan Hidup (1990) sifat
toksisitas logam berat dapat dikelompokan ke dalam 3 kelompok, yaitu bersifat
toksik tinggi yang terdiri dari atas unsur-unsur Hg, Cd, Pb, Cu, dan Zn. Bersifat
toksik sedang terdiri dari unsur-unsur Cr, Ni, dan Co, sedangkan bersifat tosik
rendah terdiri atas.
Dalam
penelitian Kandungan Cadmium pada daging kupang beras (Tellina versicolor) Logam Cd merupakan logam yang tidak
mengalami regulasi oleh organisme air dan dalam tubuh mempunyai waktu paruh
10-30 tahun ( Sulistia G.G, 1995). Dengan waktu paruh yang lama maka kandungan
logam berat Cd dalam tubuh dari waktu ke waktu akan terus meningkat. Sedangkan
profil yang diperoleh tidak menunjukkan peningkatan yang teratur melainkan
berfluktuatif, hal ini menunjukkan bahwa kandungan Cd dalam air laut juga
berfluktuatif. Musim merupakan salah satu faktor alamiah yang dapat
mempengaruhi fluktuasi kadar Cd dalam daging kupang.
Faktor musim yang berkombinasi
dengan temperatur, suplai makanan, umur dan reproduksi menyebabkan perubahan
kadar logam dalam tubuh atau dengan kata lain terjadi perubahan kadar logam
dalam jaringan (Simkiss, 1995). Pada musim kemarau, konsentrasi bahan pencemar
akan semakin besar mengingat volume air yang berkurang tetapi jika musim hujan maka
konsentrasi bahan pencemar akan berkurang karena terjadi pengenceran (volume
air bertambah). Penelitian ini dilaksanakan pada musim kemarau sehingga
konsentrasi bahan pencenar terutama logam berat akan semakin besar. Dengan
konsentrasi bahan pencemar yang besar, absorbsi kupang terhadap logam berat
juga meningkat. Namun demikian, musim dewasa ini tidak dapat diramalkan dengan
pasti, ini dapat dilihat dari masih terdapatnya hujan dibeberapa daerah di Pasuruan.
Adanya hujan ini mengakibatkan konsentrasi bahan pencemar diperairan akan
berfluktuatif. Faktor lain menyangkut kebiasaan penangkap kupang yang berpindah
tempat dari daerah satu ke daerah lain. Dengan pengambilan yang berpindah
tempat mengakibatkan terjadi perbedaan antara kupang daerah satu dengan daerah
lain baik itu umur dan tingkat pencemaran.
Mikroorganisme memainkan peranan penting
di banyak bidang industri dan teknologi, terutama di tanah-tanah bekas
penambangan, pertanian, dan juga sebagai pengontrol sampah/limbah buangan. Di
daerah pertambangan, bakteri Thiobacillus ferrooxidans merupakan salah
satu mikroorganisme penting. Bakteri ini termasuk pelarut (leaching)
logam-logam dari bijih tambang, ditemukan pada daerah tambang yang telah
didrainase dengan pH lingkungan masam. Thiobacillus ferrooxidans merupakan
kelompok acidophilik kemolithotropik yang toleran terhadap logam-logam
toksik (Clausen, 2000) dan hidup pada lingkungan masam dengan temperatur panas,
retakan bahan volkanik, dan deposit bijih sulfida dengan konsentrasi asam
sulfurik tinggi (Brierley, 1982).
Proses
mikrobiologi untuk penghilangan/pemindahan logam-logam darilarutan dibagi
kedalam 3 kategori, yaitu : (1). Adsorpsi ion logam di ataspermukaan dari
mikroorganisme; (2). Ketersediaan intraselular dari logam; (3).Transformasi
kimia dari logam oleh agent biologi. Sebagian besar mikroorganisme mempunyai
suatu muatan elektrik negatif pada kelompok bermuatan negatif dari atom pada
membran sel dan dinding sel. Kelompok bermuatan atau ligan termasuk phosphoryl
(PO4-), carboxyl (COO-),
dan hidroksil (OH-) yang
bertanggung jawab untuk adsorpsi ion-ion logam bermuatan positif dalam larutan.
Proses adsorpsi berlangsung cepat tergantung pada temperatur dan metabolisme
energi. Tanah-tanah terkontaminasi Cu atau Cd secara nyata dapat menurunkan
jumlah bakteri heterotropik dan menyebabkan fluktuasi terhadap aktivitas
mikroorganisme.Fiksasi N2 oleh
bakteri autotropik, seperti : Cyanobacteria tampaknya juga sensitif
terhadap keracunan logam-logam berat (Ghorbani et al., 2002). Demikian
pula hubungan simbiosis antara genus Rhizobium dan tanaman inang legum berpengaruh terhadap kehadiran
logam berat dari limbah dan secara nyata dapat menyebabkan kepunahan rhizobia
di dalam tanah.
Penambahan
logam berat pada suatu ekosistem dalam jumlah dan konsentrasi tinggi dapat
menyebabkan mikroorganisme (bakteri) tertekan /stres. Pada konsentrasi tinggi,
ion logam berat akan bereaksi membentuk senyawa toksik di dalam sel
mikroorganisme (Spain, 2003). Agar dapat mempertahankan hidup dibawah kondisi
stres, bakteri mempunyai beberapa tipe mekanisme toleran dalam pengambilan
ion-ion logam berat. Mekanisme ini meliputi : efflux ion logam pada
bagian luar sel, akumulasi dan kompleks ion logam pada bagian dalam sel,
dan reduksi ion logam untuk menurunkan efek toksik. Mikroorganisme
mempunyai kemampuan beradaptasi dan toleran terhadap logam berat.
Peranan mikroorganisme dalam
mempengaruhi proses mobilisasi atau inmobilisasi unsur-unsur toksik adalah
melalui beberapa mekanisme berikut : (1). Kelat unsur oleh proses metabolisme;
(2). Oksidasi-reduksi logam yang dipengaruhi daya larut atau valensi; (3).
Perubahan pH yang mempengaruhi sifat ion, biosorpsi oleh kelompok fungsional
pada permukaan sel; (4). Bioakumulasi oleh sistem transport energi; (5).
Immobilisasi untuk membentuk bahan stabil, biometilasi, dan biodegradasi kompleks
organik pada logam. Sebagai ilustrasi disajikan mekanisme pengolahan logam oleh
mikroorganisme (Gazso, 2001) dalam Gambar 1.
A,
Mobilisasi
Mobilisasi/pelarutan
terhadap logam-logam toksik adalah melalui reaksi oksidasi-reduksi dan produksi
metabolisme asam organik atau mineral yang dipengaruhi oleh naik turunnya pH
dalam larutan
Gambar
1. Mekanisme Pengolahan Logam oleh Mikroorganisme
1.
Oksidasi enzimatik
Oksidasi enzimatik berguna untuk
memindahkan spesies inorganik dari larutan. Pencucian logam dari bijih tambang
secara biologi dilakukan oleh mikroorganisme autotropik, seperti : Thiobacillus
ferrooxidans atau T.thiooxidans
2.
Reduksi enzimatik
Reduksi enzimatik diperankan oleh
mikroorganisme anaerobik obligat dan fakultatif yang memiliki potensi
bioremidiasi secara in situ. Contoh reduksi oleh mikroorganisme adalah :
UO22+ à UO2 ; Fe3+
à Fe2+ ; Mn4+
à Mn2+.
Pembentukan
Kompleks
Agent pembentuk kompleks dari
mikroorganisme bermanfaat dalam menggerakkan senyawa inorganik toksik dan memindahkannya
dari sampah/limbah padat, melalui reaksi :
Logam
+ ligan à kompleks logam Agent pengkompleks mikroorganisme dapat sebagai
asam-asam organik dengan berat molekul (BM) rendah dan alkohol, ligan dengan BM
tinggi, siderapore, dan senyawa pengikat logam toksik. Asam-asam organik dengan
BM rendah bervariasi, misalnya : asam sitrat dan asam trikarboksil yang
dilepaskan selama degradasi mikroorganisme dan memiliki kemampuan mengkompleks
logam. Beberapa asam amino dari bakteri dapat juga sebagai agent pengkompleks.
Urutan kemampuan mengkompleks asam-asam organik adalah : Asam trikarboksil asam
dikarboksil asam monokarboksil Senyawa organik terutama selulosa dan lignin
yang melepaskan senyawa makromolekul, yaitu : humat dapat membentuk kompleks
dengan logam-logam berat tergantung peningkatan pH. Bahan humik dapat membentuk
kompleks dengan ion-ion logam adalah merupakan salah satu metode remidiasi pada
air terkontaminasi dan radionulide (Koopal, et al., 2001).
B,
Immobilisasi
Immobilisasi
pada logam-logam berat ditunjukkan dengan terbentuknya pengendapan (presipitasi),
biosorpsi, dan bioakumulasi.
1.
Pengandapan (presipitasi)
Degragasi mikroorganisme dari
senyawa organo-phosphate hingga orthophosphate dapat menyebabkan pengendapan
logam melalui pembentukan logam-phosphate, khususnya pada pH > 7, termasuk
phosphate intraselular yang menyebabkan immobilisasi logam-logam. Rufus et
al., 2001, menyatakan bahwa konstribusi Fe dan P yang tinggi di dalam tanah
dapat juga memperbaiki ekosistem tanah dan limbah yang terkontaminasi Zn, Cd,
dan Pb bila pH tanah ditingkatkan dengan penambahan kapur. Penerapan bahan
kapur CaCO3, CaO, dan CaOH, saat ini telah digunakan sebagai perlakuan pada
tanah-tanah masam dan terkontaminasi logam berat (Winking and Dollhopf, 2000).
2,
Biosorpsi
Biosorpsi logam toksik didasarkan
pada proses non-enzimatik seperti adsorpsi. Adsorpsi adalah pengikatan non-spesifik
dari spesies ionik pada permukaan sel, atau polisakarida dan protein
ekstraselular. Dinding sel bakteri dan lapisannya, dinding fungi, ragi, dan
alga adalah efisien sebagai biosorbent logam (kelompok pengikat bermuatan).
Ion-ion logam dapat dipindahkan melalui biomassa bakteri hidup atau mati.
Banyak spesies mempunyai kandungan kitin yang tinggi pada dinding sel dan
polimer ini dari N-asetilglukosamine merupakan biosorbent efektif.
3,
Bioakumulasi.
Ledin & Pedersen (1996) juga
menegaskan pentingnya peranan mikroorganisme di lingkungan terkontaminasi
(limbah) dengan konsentrasi logam berat tinggi (Gambar 2). Prinsip kerja
mikroorganisme dapat mempengaruhi mobilisasi atau immobilisasi logam. Kehadiran
mikroorganisme dapat mempengaruhi penyebaran logam dengan cara yang berbeda.
Kehidupan mikroorganisme bebas merupakan partikel mobile yang memiliki
kemampuan tertinggi dalam menjerap logam. Bila mayoritas dari mikroorganisme
bertumbuh dalam biofilms pada permukaan, maka pergerakan logam menjadi
berkurang, karena beberapa mikroorganisme dapat menyebabkan logam-logam
mengendap.
Sumber
: Ledin & Pedersen, 1996
Gambar 2. Prinsip Kerja Mikroorganisme
yang mempengaruhi Mobilisasi Logam
No comments:
Post a Comment