Klorofil Sebagai Bioindikator Aktivitas Fotosintetik Nannochloropsis sp yang Terkontaminasi Pb2+.

  

ABSTRAK

KLOROFIL SEBAGAI BIOINDIKATOR AKTIVITAS FOTOSINTETIK

2+

  Nannochloropsis sp. YANG TERKONTAMINASI Pb

Oleh

  

IRMALIA

  Salah satu logam berat yang banyak mencemari daerah perairan adalah

  2+ 2+

  timbal (Pb ). Banyaknya Pb yang terdapat dalam perairan akan menggangu fitoplankton dalam proses fotosintesis dan pertumbuhan Nannochloropsis sp. menjadi lambat. Keberadaan Nannochloropsis sp. dapat dijadikan sebagai bioindikator adanya perubahan lingkungan perairan. Tujuan dari penelitian adalah untuk mengetahui dampak dari akumulasi logam berat pada kelimpahan

  2+

  dan kandungan klorofil Nannochloropsis sp. serta hubungan antara Pb dengan

  2+

  kelimpahan, Pb dengan kandungan klorofil dan kelimpahan dengan klorofil

  

Nannochloropsis sp. Penelitian dilakukan di (BBPBL) Hanura Provinsi Lampung

pada bulan Juli 2011. Media yang dipergunakan dalam kultur Nannochloropsis sp.

  2+

  adalah TMRL dengan menambahkan Pb sebesar 0,25 mg/L. Analisis data menggunakan regresi linier untuk mengetahui prediksi dampak dari akumulasi logam berat pada kepadatan Nannochloropsis sp. dan korelasi antara klorofil

  2+

Nannochloropsis sp. dengan kemampuan penyerapan logam berat Pb . Hasilnya

  2+

  menunjukkan bahwa pada Pb alami mengalami laju pertumbuhan yang lebih cepat akan tetapi kelimpahannya lebih kecil apabila dibandingkan dengan

  2+ 2+

  penambahan Pb , keberadaan Pb memberikan pengaruh negatif terhadap kelimpahan dan kandungan klorofil intraseluler Nannochloropsis sp. dan

  2+

  kelimpahan dapat digunakan sebagai bioindikator pencemaran Pb , sedangkan klorofil kurang sensitif apabila digunakan sebagai bioindikator.

  2+ Kata kunci : Timbal (Pb ), Nannochloropsis sp., klorofil.

  

ABSTRACT

Nannochloropsis sp. Photosynthetic

  Chlorophyll As The Bioindicator of 2+

activity Under Different Pb Contamination

by

  

IRMALIA

2+

  Lead (Pb ) is a kind of heavy metals which frequently contaminates the

  2+

  water area. The concentration of Pb in the water might reduce photosynthetic process and growth of Nannochloropsis sp. The existance of Nannochloropsis sp. in the water can be used as bioindikator of aquatic environment. The purpose of this research was to determine the impact of heavy metal accumulation on abundance and chlorophyll content of Nannochloropsis sp. and the relationship

  2+

  between Pb and the abundance, the content of chlorophyll and chlorophyll abundance with Nannochloropsis sp. The research was conducted on July 2011 in BBPBL Hanura Lampung Province. TMRL was used as culture media for

  2+

Nannochloropsis sp., which was added by Pb at 0, 25 mg/L. Data was analyzed

  by linear regression analysis in order to determine the impact of heavy metal accumulation in the density of Nannochloropsis sp. and the correlation between

  2+ chlorophyll Nannochloropsis sp. with heavy metals Pb absorption capability. 2+

  The results showed that the natural Pb experienced a faster growth rate but the

  2+ 2+

  abundance was smaller with the addition of Pb , Pb existence had a negative effect on the abundance and intracellular chlorophyll content of Nannochloropsis

  2+

  sp. and abundance can be used as bioindicator pollution of Pb , where as chlorophyll was less sensitive when used as bioindicator.

  2+ Key words: Lead (Pb ), Nannochloropsis sp., chlorophyll.

KLOROFIL SEBAGAI BIOINDIKATOR AKTIVITAS FOTOSINTETIK

  Nannochloropsis sp. YANG TERKONTAMINASI Pb 2+ (Skripsi) Oleh

IRMALIA 0614111035 PROGRAM STUDI BUDIDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS LAMPUNG BANDAR LAMPUNG 2012

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

  1. Nannochloropsis sp. dan sruktur sel Nannochloropsis sp ......................... 6

  2. Kurva pertumbuhan Nannochloropsis sp .................................................. 8

  3. Laju pertumbuhan Nannochloropsis sp ..................................................... 29

  2+

  4. Konsentrasi Pb selama penelitian ........................................................... 32

  2+

  5. Hubungan antara Pb dan kelimpahan pada Nannochloropsis sp ............ 33

  6. Klorofil dalam tubuh Nannochloropsis sp ................................................ 38

  7. Kandungan klorofil Nannochloropsis sp ................................................... 39

  2+

  8. Hubungan antara Penyerapan Pb dan klorofil pada

   Nannochloropsis sp ................................................................................... 40

  9. Hubungan antara kelimpahan dan klorofil pada

   Nannochloropsis sp .................................................................................. 43

  DAFTAR ISI Halaman

DAFTAR TABEL ........................................................................................ i

DAFTAR GAMBAR ................................................................................... ii

  

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ iii

  I. PENDAHULUAN

  A. Latar Belakang .......................................................................................... 1

  B. Perumusan Masalah ................................................................................... 3

  C. Tujuan Penelitian ....................................................................................... 4

  D. Manfaat...................................................................................................... 4

  E. Hipotesis .................................................................................................... 4

II. TINJAUAN PUSTAKA .........................................................................

  5 A.

  5 Nannochloropsis sp .................................................................................

  A.1. Klasifikasi dan Morfologi Nannochloropsis sp. ............................. 5 A.2. Reproduksi dan Pertumbuhan Nannochloropsis sp ........................ 6 A.3. Faktor Pembatas .............................................................................. 7

  2+

  B. Logam Berat (Pb ) ................................................................................. 9

  C. Klorofil ..................................................................................................... 10

  D. Bioindikator .............................................................................................. 14

III. METODE PENELITIAN .....................................................................

  17 A. Waktu dan Tempat ................................................................................... 17

  B. Materi Penelitian ..................................................................................... 17 B.1. Biota Uji .......................................................................................... 17 B.2. Media Uji ......................................................................................... 17 B.3. Alat dan Bahan ................................................................................ 18

  C. Prosedur Penelitian ................................................................................. 19 C.1. Persiapan Penelitian ........................................................................ 19 C.2. Pembuatan Media Kultur Nannochloropsis sp ............................... 19 C.3. Penelitian Pendahuluan ................................................................... 20 C.4. Pelaksanaan Penelitian .................................................................... 20

  D. Parameter ................................................................................................. 21 D.1. Uji kadar klorofil ............................................................................ 21 D.2. Kualitas air ...................................................................................... 22 D.3. Penghitungan kelimpahan Nannochloropsis sp .............................. 22

  D.4. Penghitungan fase laju pertumbuhan Nannochloropsis sp ............. 23

  

2+

  D.5. Pengukuran logam berat Pb dalam air ......................................... 23

  E. Analisis Data ........................................................................................... 25

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................

  26 A. Hasil dan Pembahasan ...........................................................................

  26 A. Laju Pertumbuhan Nannochloropsis sp. ............................................. 26

  2+

  B. Laju Penyerapan Pb pada Nannochloropsis sp. ................................ 30

  2+

  C. Pengaruh Pb terhadap kelimpahan Nannochloropsis sp ................... 33

  D. Kandungan klorofil Nannochloropsis sp ............................................ 37

  2+

  E. Pengaruh Pb terhadap klorofil Nannochloropsis sp .......................... 39

  F. Pengaruh kelimpahan terhadap klorofil Nannochloropsis sp .............. 43

  G. Kualitas Air ........................................................................................ 46

V. KESIMPULAN DAN SARAN ...............................................................

  48 A. Kesimpulan .............................................................................................

  48 B. Saran ........................................................................................................

  48 DAFTAR PUSTAKA

  LAMPIRAN

  

DAFTAR PUSTAKA

Basmi, J. 1999. Planktonologi: Chrysophyta-Diatom, Penuntun Identifikasi.

  Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Institut Pertanian Bogor. Basmi, J. 1999. Planktonologi: Plankton sebagai Bioindikator Kualitas Perairan.

  Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Institut Pertanian Bogor. Chen, J & H. P. C. Sheety. 1991. Culture of Marine Feed Organisme

  ”. National Inland Fisheried Institute Kasetsart University Campus. Bangkhen. Bangkok. Thailand. 38 p. Darmono, 1995. Logam Dalam System Biologi Mahluk Hidup. Jakarta: UI Press Kartikasari, D. 2010. Pengaruh Penggunaan Media yang Berbeda Terhadap Kemampuan Penyerapan Logam Berat Pb Oleh Nannochloropsis sp.

  Skripsi. Universitas Lampung. Lampung Greger, M.

E. Oegren 1991. Effects of Cd2+ on Photosynthesis in Sugar Beet (Beta

  & vulgaris). Physiol. Plant. 83: 129-135.

  Haryoto dan Wibowo. A. 2004. Kinetika Bioakumulasi Logam Berat Kadmium

  

oleh Fitoplankton Chlorella sp Lingkungan Perairan Laut. Jurnal

  Penelitian Sains & Teknologi, Vol. 5, No. 2, 89 – 103. Hutagalung, P. 1997. Metode Analisis Air Laut, Sedimen dan Biota Buku 2. Pusat

  Penelitian Dan Pengembangan Oseanologi, LIPI. Jakarta Isnansetyo, A dan Kurniastuty. 1995. Tehnik Kultur Phytoplankton dan

  zooplankton: Pakan Alami Untuk Pembenihan Organisme Laut. Jakarta: PT Erlangga.

  Kimball, J. W. 1994. Biologi umum. Edisi kelima. Gajah mada university press.

  Yogyakarta. HLM 173-189.

  Lacerda, 2004. Phytoplankton Nyctemeral variation at a tropical river estuary S. R.

  (Itamaracá-Pernambuco-Brazil). Brazilian Journal of Biology 64 (1): 81- 94. Mattjik, A. A dan Sumertajaya. 2002. Rancangan Percobaan. Jilid 1.Edisi ke-2.

  Bogor. IPB Press. Nybakken, J. W. 1992. Biologi Laut: Suatu Pendekatan Ekologis. Eidman HM, penerjemah. Jakarta: PT Gramedia.

  Oktavianus dan Salami. 2005. Uptake dan Depurasi Logam Timbal (Pb) Pada

  Ikan Nila (Oreochromis niloticus). Jurnal Kimia Lingkungan, Vol.6, No.2. hal. 75-81.

  Parsons, T. R, M. Takahashi, & B. hargrave. 1984. Biological Oceanographic Processes. Oxford: Pergamon Press. Novrina, R. 2003. Teknik Kultur Nannochloropsis sp. Universitas Lampung.

  Lampung. Sinly, 2007. Potensi Alga sebagai dan Biosorben Logam Berat.

  Universitas Lampung. Hlm 50. Suriawiria, W. 1985. Pengantar Mikrobiologi. Kanasius. Yogakarta. 98-117 hal.

  

Stobart, A. K. 1985. The Effects of Cd2+ On the Biosynthesis of Chlorophyll in

Leaves of Barley. Physiol. Plant. 63: 293-298.

  Winarno, F. G. 1993. Pangan, Gizi, Teknologi dan Konsumen, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta. Winanto, P. 2002. Biologi fitoplankton. Departemen kelautan dan perikanan.

  BBL. Lampung. Hlm 6-9. Wisnu, A. W. 1995. Dampak Pencemaran Lingkungan, cetakan pertama, Andi Offset, Jakarta.

  Yalinskaya, N. S & A. G Lopotun. 1994. Accumulation of Trace Element & heavy

Metals in the Vegetation of Fish Ponds. J Hydrobiol 30(6): 45-53.

Zipora, 2008. Studi Proses Adsorpsi-Desorpsi Ion Logam Pb(II), Cu(II) DAN

  Cd(II) Terhadap Pengaruh Waktu dan Konsentrasi Pada Biomassa Nannochloropsis sp.. Yang Terenkapsulasi Aqua-Gel Silika Dengan Metode Kontinyu. Bandar Lampung.

RIWAYAT HIDUP

  Penulis dilahirkan di Bandar Lampung pada 13 Juli 1988, anak pertama dari tiga bersaudara dari pasangan Bapak Ibrahim dan Ibu Mahani S.Ag. Penulis menempuh pendidikan taman kanak-kanak di TK Pertiwi tahun 1993-1994. Pendidikan dasar di SD Negeri 2 Rawa Laut (Teladan) Bandar

  Lampung tahun 1994-2000. Pendidikan tingkat pertama di SLTP Negeri 1 Bandar Lampung tahun 2000-2003. Pendidikan tingkat atas di SMA Negeri 6 Bandar Lampung 2003-2006. Pada tahun 2006, penulis diterima di Universitas Lampung Fakultas Pertanian Program Studi Budidaya Perairan melalui jalur SPMB.

  Penulis aktif dalam organisasi HIDRILA (Himpunan Mahasiswa Budidaya Perairan Unila) dan menjadi Sekretaris Bidang Pengabdian Masyarakat Periode 2007-2008. Penulis juga pernah melakukan praktek umum di Balai Perbenihan dan Budidaya Ikan Air Tawar (BPBIAT) Muntilan Jawa Tengah dengan komoditas ikan nila merah (Oreochromis niloticus) pada tahun 2010.

  Pada tahun 2012, penulis menyelesaikan tugas akhirnya dengan menulis skripsi yang berjudul Klorofil Sebagai Bioindikator Aktivitas Fotosintetik

  ” 2+ Nannochloropsis sp. Yang Terkontaminasi Pb ”.

  Tiadanya keyakinanlah yang membuat orang takut menghadapi tantangan dan saya percaya pada diri saya sendiri

  Berangkat dengan penuh keyakinan Berjalan dengan penuh keikhlasan Istiqomah dalam menghadapi cobaan

  

PERSEMBAHAN

  Dengan penuh rasa Syukur Kepada Allah SWT, kupersembahkan karya sederhana ini kepada : Mami dan Papi tercinta, Adik-adikku tercinta Your nety dan M. Satria yang tak pernah henti-hentinya memberikan semangat, bimbingan, serta doa yang senantiasa mengiringi setiap langkahku untuk kebahagian dan kesuksesanku.

  Seseorang yang kelak akan menjadi pendampingku dan teman-teman seperjuangan.

  Almamater Universitas Lampung.

  

SANWACANA

  Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT, karena rahmat dan hidayahNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul ”

  Klorofil Sebagai

Bioindikator Aktivitas Fotosintetik Nannochloropsis sp. Yang Terkontaminasi

  Pb

  2+ ” .

  Selama pelaksanaan penelitian hingga penyelesaian skripsi ini banyak pihak-pihak yang telah memberikan saran, doa, dan dukungannya. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1.

  Mami, Papi, dan Adik-adikku tercinta, yang telah memberikan semangat, dukungan, kasih sayang dan doa selama penulisan skripsi ini.

  2. Prof. Dr. Ir. Wan Abbas Zakaria, M.S., sebagai Dekan Fakultas Pertanian Universitas Lampung.

  3. Ir. Siti Hudaidah, M.Sc., sebagai Ketua Program Studi Budidaya Perairan Universitas Lampung.

  4. Bapak Moh. Muhaemin, S.Pi., M.Si., sebagai Pembimbing Utama yang telah memberikan bimbingan,kritik dan saran dalam penulisan skripsi.

  5. Ibu Rara Diantari, S.Pi., M.Sc., selaku pembimbing kedua atas bimbingan, kritik serta saran dalam proses penyusunan skripsi.

  6. Ibu Esti Harpeni, S.T., MAppSc., sebagai Penguji utama yang telah memberikan gagasan, saran, dukungan moril dalam penulisan skripsi ini.

  7. Bapak Wardiyanto, S.Pi., MP., selaku pembimbing akademik yang telah memberikan dukungan, bimbingan, dan nasehat selama kuliah maupun dalam menyelesaikan skripsi ini.

  8. Keluarga besar Fitoplankton dan Kualitas Air BBPBL Lampung, Pak Agus, Bu Valent, Bu Anis, Bu Ana, Bu Nira dan Bu Eva terima kasih atas bantuannya.

  9. Seseorang yang selalu memberikan dukungan, motivasi dan membantu dalam menyelesaikan skripsi,

  Thanks for All ”Median Arjanggi” 10.

  Sahabat-sahabatku, Aldian, Erma Sartika, Dijar, Aikal, Desi, Meytia, Septa dan teman

• –teman angkatan 2006 yang telah memberikan semangat serta dukungan saat perkuliahan hingga penulisan skripsi ini.

  11. Kakak-kakakku angkatan 2004, 2005 serta adik-adik angkatan 2007, 2008, 2009, 2010 dan 2011 dan semua pihak yang terlibat dalam penyelesaian skripsi.

  Akhir kata penulis ucapkan banyak terima kasih, semoga Allah SWT membalas segala kebaikan pihak yang telah membantu penyelesaian penulisan skripsi ini.

  Semoga karya sederhana ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Amiin.

  Bandar Lampung, Januari 2012 Penulis

  Irmalia

I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang

  Seiring dengan semakin meningkatnya aktivitas diberbagai sektor pembangunan, terutama pada sektor industri, maka masalah pencemaran lingkungan menjadi masalah yang sangat krusial bagi negara maju dan sedang berkembang. Pencemaran yang dapat ditimbulkan oleh limbah memiliki berbagai macam bentuk. Ada pencemaran berupa bau, warna, suara bahkan pemutusan mata rantai dari suatu tatanan lingkungan hidup atau organisme yang ada tingkat akhirnya akan menghancurkan tatanan ekosistem dalam suatu perairan (Parsons et al., 1984).

  Aktivitas manusia seperti industri ataupun rumah tangga dapat menghasilkan limbah yang menyebabkan pencemaran air. Pembuangan limbah (baik padatan maupun cairan) ke daerah perairan menyebabkan penyimpangan air dari keadaan normal dan berarti suatu pencemaran yang menyebabkan air sungai menjadi tidak layak untuk digunakan sebagai sumber persediaan air (Wisnu, 1995).

  Salah satu logam berat yang banyak mencemari daerah perairan adalah

  2+ 2+

  timbal (Pb ). Pb merupakan salah satu jenis logam berat yang memiliki

  2+

  distribusi yang cukup luas dan Pb banyak digunakan dalam dunia industri sebagai bahan baku perpipaan, bahan aditif untuk bensin, pigmen, amunisi, cat, dan baterai (Darmono, 1995). Bahkan industri pertambangan minyak bumi dan

  2+

  perkapalan merupakan penyumbang Pb terbesar pada lingkungan perairan

  2+

  (Winarno, 1993). Pb yang telah mencemari lingkungan dapat mengkontaminasi makanan yang dikonsumsi oleh manusia, air yang diminum dan udara yang

  2+

  dihirup, sehingga Pb disebut juga sebagai non essential trace element yang terdapat di dalam tubuh manusia (Wisnu, 1995). Air sungai yang mengandung Pb akan mengalir ke laut, dan akhirnya air laut pun ikut tercemar (Hutagalung, 1997).

  2+

  Pb dapat berada di dalam badan perairan secara alamiah dan sebagai

  2+

  dampak aktivitas manusia. Secara alamiah Pb dapat masuk ke badan perairan

  2+ melalui pengkristalan Pb di udara dengan bantuan air hujan (Zipora, 2008).

  Selain itu proses korofikasi dari bantuan mineral akibat hempasan gelombang dan

  2+

  angin. Badan perairan yang telah kemasukan senyawa atau ion-ion Pb akan

  2+

  menyebabkan jumlah Pb yang ada melebihi konsentrasi yang dapat

  2+

  menyebabkan kematian bagi biota perairan tersebut. Konsentrasi Pb yang mencapai 188 mg/l dapat membunuh ikan-ikan di perairan (Darmono, 1995).

  Di perairan Nannochloropsis sp. memiliki kelimpahan yang cukup tinggi dan digunakan sebagai biosorben untuk menyerap logam berat (Suriawiria, 1985).

  Peningkatan kualitas fisik dan kimia biomassa Nannochloropsis sp. sebagai biosorben logam berat sangat membutuhkan media untuk pertumbuhan dan perkembangbiakan Nannochloropsis sp. Media yang digunakan dalam kultur

  

Nannochloropsis sp. berbentuk cair atau larutan yang tersusun dari senyawa kimia

(pupuk) yang merupakan sumber nutrien untuk keperluan hidup.

B. Perumusan Masalah

  Logam berat tergolong jenis bahan pencemar nondegradable, yaitu bahan pencemar yang tidak dapat diuraikan oleh proses purifikasi (pemurnian) alami dan cepat atau lambat tentu akan mempengaruhi kondisi perairan (Zipora, 2008). Keberadaannya sangat tidak diharapkan mengingat tingkat kebutuhan mikroorganisme terhadap komponen logam berat jauh lebih kecil dibandingkan ketersediannya didalam ekosistem dan cenderung berefek toksik.

  2+

  Pb banyak digunakan dalam berbagai keperluan sehari-hari dan secara langsung maupun tidak langsung dapat mencemari lingkungan dan apabila sudah melebihi batas yang ditentukan berbahaya bagi kehidupan. Logam-logam berat berbahaya yang sering mencemari lingkungan antara lain merkuri (Hg), timbal (Pb), arsenik (As), kadmium (Cd), khromium (Cr), dan nikel (Ni). Logam-logam berat tersebut diketahui dapat terakumulasi di dalam tubuh suatu mikroorganisme, dan tetap tinggal dalam jangka waktu lama sebagai racun (Darmono, 1995).

  Pengolahan air yang tercemar dapat diolah secara biologi salah satunya dengan menggunakan tanaman air, secara fisik dapat menggunakan proses sedimentasi dan secara kimia dengan menggunakan bahan kimia (Suriawiria, 1985). Salah satu cara biologis yang digunakan untuk menurunkan kadar pencemaran adalah menggunakan fitoplankton, salah satunya menggunakan

  Nannochloropsis sp.

  2+

  Stobart (1985) menyatakan bahwa banyaknya Pb yang terdapat dalam perairan maka akan menggangu fitoplankton terutama proses fotosintesis, sintesis klorofil dan dapat mengakibatkan pertumbuhan Nannochloropsis sp. menjadi lambat.

  C. Tujuan Penelitian

  Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui 1.

  Dampak dari akumulasi logam berat pada kelimpahan dan kandungan klorofil Nannochloropsis sp.

  2+ 2+

  2. dengan kelimpahan, Pb dengan kandungan Hubungan antara Pb klorofil dan kelimpahan dengan klorofil Nannochloropsis sp.

  D . Manfaat

  Hasil penelitian diharapkan dapat dijadikan acuan dalam proses

  2+ bioremediasi logam berat Pb secara spesifik pada Nannochloropsis sp.

  E. Hipotesis

2+

  Ho

  1 = 0 (akumulasi logam berat Pb intraseluler tidak berpengaruh terhadap

  : β kelimpahan dan kandungan klorofil pada Nannochloropsis sp.)

  2+ 1 intraseluler berpengaruh terhadap

  H1 :β ≠ 0 (akumulasi logam berat Pb kelimpahan dan kandungan klorofil pada Nannochloropsis sp.)

II. TINJAUAN PUSTAKA A.

   Nannochloropsis sp. A.1. Klasifikasi dan Morfologi Nannochloropsis sp.

  Fitoplankton Nannochloropsis sp., adalah salah satu jenis Chlorophyta yang dapat melakukan fotosintesa. Klasifikasi Nannochloropsis sp. menurut Renny (2003) adalah sebagai berikut :

  Kingdom : Protista Super Divisi : Eukaryotes Divisi : Chroniophyta Kelas : Eustigmatophyceae Genus : Nannochloropsis Spesies : Nannochloropsis sp.

  Sel Nannochloropsis sp. berbentuk bulat memanjang dengan diameter sel berkisar 2

• – 4 mikron. Mikroalga tersebut memiliki kloroplas yang mengandung klorofil-a . Bentuk dan Morfologi Nannochloropsis sp. dapat dilihat pada Gambar 1.

  (a) (b) Gambar 1. (a) Nannochloropsis sp. dan (b) sruktur sel Nannochloropsis sp.

   Keterangan (b): 1. Dinding sel

   2. Kloroplas 3. Inti 4. Inklus

5. Sitoplasma (Sumber : BBPBL, Lampung 2007) A.2. Reproduksi dan Pertumbuhan Nannochloropsis sp.

  Perkembangbiakan Nannochloropsis sp. terjadi secara aseksual yaitu dengan pembelahan sel atau pemisahan autospora dari sel induknya. Reproduksi sel diawali dengan pertumbuhan sel yang membesar, selanjutnya terjadi peningkatan aktifitas sintesis untuk persiapan pembentukan sel anak, yang merupakan tingkat pemasakan awal (Kimball, 1994.) Tahap berikutnya terbentuk sel induk muda yang merupakan tingkat pemasakan akhir, yang akan disusul dengan pelepasan sel anak ( Fogg, 1975 dalam Isnansetyo dan Kurniastuty, 1995).

  Pada pola pertumbuhan atau kurva pertumbuhan Nannochoropsis sp. menjadi lima fase pertumbuhan Reny (2003) yaitu :

  1. Fase lag disebut sebagai fase adaptasi terhadap kondisi lingkungan yang ditandai dengan peningkatan populasi yang tidak nyata.

  2. Fase eksponensial ditandai dengan pesatnya laju pertumbuhan hingga kelimpahan populasi meningkat beberapa kali lipat

  3. Fase pengurangan pertumbuhan ditandai dengan terjadinya penurunan pertumbuhan jika dibandingkan dengan fase eksponensial

  4. Fase stationer ditandai dengan laju pertumbuhan seimbang dengan laju kematian

  5. Fase kematian ditandai dengan laju kematian lebih tinggi dari laju pertumbuhan sehingga kelimpahan populasi berkurang.

  A.3. Faktor Pembatas

  Chen dan Sheety (1991) menyatakan bahwa pertumbuhan dan perkembangbiakan Nannochloropsis sp. memerlukan berbagai nutrien yang diabsorbsi dari luar (media). Hal tersebut berarti ketersediaan unsur hara makro dan mikro dalam media tumbuhnya mutlak diperlukan, adapun makro nutrien yang diperlukan oleh Nannochloropsis sp. adalah N, P, Fe, K, Mg, S dan Ca sedangkan unsur mikro yang dibutuhkan H

  2 BO 3 , MnCl 3 , ZnCl 2 , CoCl 2 ,

  (NH

  4 )

  6 M

  7 O 24.

  4H

  2 O dan CuSO 4.

  5H 2 O. Kurva pertumbuhan Nannochloropsis sp. dapat dilihat dalam Gambar 2.

  

Waktu Inkubasi (hari)

Gambar 2. Kurva pertumbuhan Nannochloropsis sp.

  Media yang baik sangat diperlukan untuk pertumbuhan serta perkembangan Nannochloropsis sp. (Basmi, 1999). Media kultur harus mengandung semua nutrien yang diperlukan untuk perkembangan dan pertumbuhan. Media yang digunakan dalam kultur Nannochloropsis sp. ini adalah TMRL (Tongkang Marine Research Laboratory).

  Renny (2003) menyatakan bahwa selain unsur nutrien, faktor eksternal lain yang mempengaruhi pertumbuhan Nannochloropsis sp. meliputi : a.

  Cahaya, seperti halnya tumbuhan darat, mikroalga adalah tumbuhan mikro yang memerlukan cahaya untuk proses asimilasi bahan anorganik sehingga menghasilkan energi yang dibutuhkan. Kekuatan cahaya bergantung pada volume kultur dan kelimpahan. Untuk kultur skala laboratorium diperlukan kekuatan cahaya 5.000 sampai 10.000 luxmeter.

  b.

  Derajat keasaman (pH) optimum untuk pertumbuhan Nannochloropsis sp. adalah pada pH 8 sampai 9.

  Kelimpah an se l/ m l Fase stationer Fase kematian

  Fase lambat Fase eksponensial Fase lag c.

  Temperatur optimal pertumbuhan Nannochloropsis sp. berkisar 26º C sampai 32º C.

  d.

  Salinitas optimal untuk pertumbuhan Nannochloropsis sp. 25 sampai 35 ppt.

  e.

  Aerasi, diperlukan untuk mencegah terjadinya pengendapan, meratakan nutrien, membuat gerakan untuk terjadinya pertukaran udara (penambahan CO ), dalam skala massal mencegah terjadinya stratifikasi

  2 suhu air. ₂₊ B. ) Logam Berat (Pb

  2+

  Kelarutan Pb dalam air media sangatlah tergantung pada kondisi pH, konsentrasi ion klorida dan suhu air (Yalynskaya dan Lopotun, 1994 dalam Kartikasari, 2010). Kondisi pH tinggi, potensial redoks akan rendah sehingga logam-logam biasanya akan menjadi lebih aktif dalam pembentukan kompleks dengan senyawa organik dan dapat pula membentuk kelat yang lebih mudah larut dalam air.

  2+

  Dalam ekosistem perairan, Pb organik memiliki efek toksisitas yang lebih

  2+ 2+

  tinggi dibandingkan Pb anorganik. Senyawa Pb organik yang tak stabil dalam

  

2+ 2+ 2+

  air laut berupa Pb tetraetil dan Pb tetrametil, sementara Pb dialkil dan trialkil cenderung stabil. Tetraetil dan tetrametil adalah sejenis senyawa non polar yang dapat dengan cepat diserap oleh organisme laut terutama melalui difusi. Dalam sel, senyawa tersebut akan mengalami dealkilasi menjadi spesies ionik dan

  2+

  bereaksi dengan molekul dalam sel. Efek toksik Pb baru tampak pada konsentrasi 0,1-5 mg/l dan sangat ditentukan oleh variasi lingkungan dan spesies dominan (Darmono, 1995).

  2+

  Logam berat Pb memiliki dampak negatif terhadap manusia jika dikonsumsi dalam jumlah yang besar dan waktu yang lama. Dampak tersebut antar lain jika mengendap dalam peredaran darah dan otak dapat menyebabkan gangguan sintesis hemoglobin darah, gangguan neurologi (susunan syaraf), gangguan pada ginjal, sistem reproduksi, penyakit akut atau kronik sistem syaraf, dan gangguan fungsi paru-paru (Darmono, 1995). Selain itu, dapat menurunkan IQ pada anak kecil jika terdapat 10- 20 μg/dl dalam darah.

  Logam berat timbal dapat mempengaruhi ikan yaitu dengan mengganggu sistem organ seperti insang dalam proses respirasi dan ginjal dalam proses osmoregulasi, kemudian akan mempengaruhi mortalitas serta pertumbuhan, reproduksi (Lloyd, 1992 dalam Oktavianus dan Salami, 2004).

  Stobart (1985) menyatakan bahwa terkait dengan efek logam terhadap

  

Nannochloropsis sp., maka banyak proses fisiologis dan biokimia seperti

  fotosintesis, sintesis klorofil, terpengaruh oleh logam yang mengakibatkan pertumbuhan Nannochloropsis sp. serta kemampuan sel Nannochloropsis sp. untuk memperbanyak diri menjadi berkurang.

C. Klorofil

  Fitoplankton adalah organisme laut yang melayang dan hanyut dalam air serta mampu berfotosintesis (Nybakken, 1992). Fotosintesis berasal dari kata foton yang berarti cahaya, dan sintesis yang berarti menyusun. Jadi fotosintesis dapat diartikan sebagai suatu penyusunan senyawa kimia kompleks yang memerlukan energi cahaya dan sumber energi cahaya alami adalah matahari. Proses ini dapat berlangsung karena adanya suatu pigmen tertentu dengan bahan CO

  2 dan H 2 O.

  Nannochloropsis sp. sebagai tumbuhan yang mengandung pigmen klorofil-a,

  mampu melakukan reaksi fotosintesis, dimana air dan karbondioksida dengan adanya sinar matahari dapat menghasilkan senyawa organik seperti karbohidrat.

  Oleh karena itu fitoplanton disebut sebagai produsen primer karena memiliki kemampuan untuk membentuk zat organik dan non organik. Energi yang digunakan dalam proses fotosintesis adalah cahaya matahari yang diabsorpsi oleh pigmen hijau (klorofil-a).

  Klorofil adalah pigmen hijau dari tumbuhan yang merupakan pigmen aktif yang paling penting dalam proses fotosintesis. Dalam mengadsorpsi cahaya terdapat pigmen-pigmen pelengkap sebagai tambahan bagi klorofil-a. Fungsi pigmen-pigmen pelengkap adalah menangkap dan mengumpulkan energi cahaya dengan kisaran panjang gelombang yang luas kemudian memindahkan energi tersebut ke klorofil- a untuk mengintroduksinya ke dalam “reaksi sinar”. Klorofil-a mengabsorpsi cahaya secara maksimal pada panjang gelombang 430 nm dan 660 nm. Pigmen-pigmen pelengkap mempunyai kemampuan mengabsorpsi cahaya. Pigmen-pigmen tersebut antara lain: klorofil-

  b, β-karoten, xanthophylls, fikoeritrin dan fikosianin. Namun demikian, hanya klorofil-a yang mampu melakukan fotosintesis. Klorofil pada Nannochloropsis sp. mampu mengubah sinar matahari menjadi energi kimiawi sehingga fotosintesis menghasilkan bahan organik. Sedangkan pigmen pelengkap meskipun mampu menangkap sinar matahari, namun energi tersebut harus ditransfer terlebih dahulu ke klorofil-a dan barulah energi tersebut dirubah oleh klorofil-a menjadi energi kimiawi sehingga berguna bagi fotosintesis (Basmi, 1999).

  Dalam proses fotosintesis terjadi 2 reaksi utama yaitu reaksi terang dan reaksi gelap. Pada proses reaksi terang sangat bergantung kepada ketersediaan sinar matahari. Reaksi terang merupakan penggerak bagi reaksi pengikatan CO dari

  2

  udara. Reaksi ini melibatkan beberapa kompleks protein dari membran tilakoid yang terdiri dari sistem cahaya (fotosistem I dan II), sistem pembawa elektron dan komplek protein pembentuk ATP (enzim ATP sintase). Reaksi terang mengubah energi cahaya menjadi energi kimia juga menghasilkan oksigen dan mengubah ADP dan NADP menjadi energi pembawa ATP dan NADPH.

  Reaksi gelap merupakan lanjutan dari reaksi terang dalam fotosintesis. Reaksi ini tidak membutuhkan cahaya. Bahan reaksi gelap adalah ATP dan NADPH, yang dihasilkan dari reaksi terang dan CO

  2 , yang berasal dari udara bebas. Dari

  reaksi gelap ini, dihasilkan glukosa (C H O ), yang sangat diperlukan bagi reaksi

  6

  

12

  6 metabolisme.

  Klorofil-a yang terdapat pada Nannochloropsis sp. digunakan sebagai indikator dari kelimpahan fitoplankton di suatu perairan dan merupakan salah satu parameter yang sangat menentukan produktivitas primer di laut. Sebaran dan tinggi rendahnya konsentrasi klorofil-a sangat terkait dengan kondisi oseanografi suatu perairan.

  Greger, (1991) menyatakan bahwa

  faktor-faktor yang mempengaruhi sintesa klorofil dan fotosintesis pada Nannochloropsis sp.:  Suhu Suhu merupakan parameter yang penting dalam berpengaruh secara langsung maupun tidak langsung terhadap kehidupan di perairan. Berpengaruh secara langsung karena reaksi kimia enzimatik yang berperan dalam proses fotosintesis dikendalikan oleh suhu. Tingkat percepatan proses-proses dalam sel

  

Nannochloropsis sp. akan meningkat sejalan dengan meningkatnya suhu sampai

  mencapai batas tertentu antara 25 - 40 C dan peningkatan suhu sebesar 10 kali ( misal dari 10 C

  C) maka akan meningkatkan laju fotosintesis maksimum

• – 20 menjadi 2 kali lipat. Pengaruh secara tidak langsung adalah suhu mempengaruhi daya larut gas karbondioksida (CO

  2 ) dalam perairan. Daya larut CO 2 dalam air

  berkurang bila suhu air naik dan akan bertambah dengan adanya penurunan suhu, pengaruh suhu sebagai pembatas terjadinya fotosintesis akan menentukan konsentrasi klorofil-a pada Nannochloropsis sp.

   Cahaya Cahaya merupakan salah satu faktor yang menentukan kandungan klorofil-a. klorofil menyerap cahaya yang dibutuhkan oleh fotosintesis. Sebagai akibat dari penyerapan cahaya oleh klorofil, maka air dan karbondioksida menjadi gula dan oksigen dengan persaamaan reaksi:

  6CO

  2 + 6H

2 O cahaya C

  

6 H

  12 O 6 + 6O

  2 klorofil-a

  Fitoplankton memanfaatkan cahaya sebagai sumber energi untuk melangsungkan fotosintesis, sehingga cahaya berperan produktivitas primer.

  Makin tinggi intensitas cahaya makin banyak energi yang terbentuk, sehingga mempercepat fotosintesis pada Nannochloropsis sp. Namun, intensitas cahaya yang terlalu tinggi akan merusak klorofil dan mengurangi kecepatan fotosintesis.

   Air Dalam proses fotosintesis yang dilakukan fitoplankton, unsur air (H O)

  2

  merupakan unsur utama selain karbondioksida (CO

  2 ) maupun cahaya. Air

  mempunyai pengaruh sangat besar terhadap cahaya yang menembusnya, karena air menyerap cahaya. Kekurangan air menyebabkan stomata menutup, akibatnya penyerapan karbondioksida terhambat sehingga laju fotosintesis pada Nannochloropsis sp. akan menurun.

D. Bioindikator

  Bioindikator adalah organisme atau respon biologis yang menjadi petunjuk atau keterangan adanya polutan dengan timbulnya berbagai gejala khas dan respon yang terukur. Keberadaan fitoplankton dapat dijadikan sebagai bioindikator adanya perubahan lingkungan perairan yang disebabkan ketidakseimbangan suatu ekosistem akibat pencemaran (Lacerda, 2004).

  Nannochloropsis sp. dapat dimanfaatkan sebagai bioindikator logam berat

  karena dalam proses pertumbuhannya, Nannochloropsis sp. membutuhkan berbagai jenis logam sebagai nutrien alami, sedangkan ketersediaan logam dilingkungan sangat bervariasi. Syarat utama suatu fitoplankton sebagai

  2+

  bioindikator adalah harus memiliki daya tahan tinggi terhadap toksisitas Pb karena akumulasi (penumpukan) logam berat dalam Nannochloropsis sp. akan memberikan pengaruh racun, baik toksisitas akut maupun toksisitas kronis (Winanto, 2002).

  Nannochloropsis sp. dalam keadaan hidup dimanfaatkan sebagai bioindikator

  tingkat pencemaran logam berat di lingkungan aquatik (perairan) sedangkan

  

Nannochloropsis sp. dalam bentuk biomassa dan biomassa terimmobilisasi

  dimanfaatkan sebagai biosorben (material biologi penyerap logam berat) dalam pengolahan air limbah (Sinly, 2007). Dalam pengolahan limbah logam berat,

  

Nannochloropsis sp. dapat digunakan untuk mengikat logam dari badan air dan

  mengendapkannya pada dasar kolam sehingga logam dalam air menjadi berkurang.

  2+

  Pb merupakan unsur kimia yang dapat menimbulkan dampak negatif terhadap lingkungan hidup terutama menyebabkan pencemaran pada lingkungan aquatik/perairan dan memiliki sifat toksisitas (racun) pada mahluk hidup (Wisnu, 1995). Suatu lingkungan yang memiliki tingkat kandungan logam berat yang melebihi jumlah yang diperlukan dapat mengakibatkan pertumbuhan

  

Nannochloropsis sp. terhambat, sehingga dalam keadaan ini eksistensi logam

dalam lingkungan adalah polutan bagi Nannochloropsis sp.

  2+ Pb merupakan logam berat yang banyak mengkontaminasi air laut.

  2+ 2+

  Secara alami kandungan Pb dalam air laut adalah 0,03µg Lˉ¹, efek toksik Pb baru tampak pada konsentrasi 0,1 sampai 5 mg Lˉ¹ dan apabila melebihi ambang

  2+

  batas maka akan mengganggu biota di dalam perairan. Konsentrasi Pb yang

  2+

  mencapai 188 mg/l dapat membunuh ikan-ikan diperairan dan apabila Pb dalam perairan mencapai 0,05 mg/l maka dapat menggangu pertumbuhan serta membunuh fitoplankton seperti Nannochloropsis sp. Walaupun Nannochloropsis

  2+

  sp. dapat dimanfaatkan sebagai bioindikator, akan tetapi apabila Pb dalam perairan telah melebihi ambang batas maka akan menggangu klorofil dan fotosintesis Nannochloropsis sp. (Darmono, 1995).

III. METODE PENELITIAN A.

   Waktu dan Tempat

  Penelitian dilakukan di Balai Besar Pengembangan Budidaya Laut (BBPBL) Hanura Lampung pada bulan Juli - Agustus 2011.

B. Materi Penelitian B.1. Biota Uji Biota uji yang digunakan dalam penelitian ini adalah Nannochloropsis sp.

  yang dikultur dengan skala laboratorium di BBPBL dengan kelimpahan awal

  6 ±3. 10 sel/ml.

  B.2. Media Uji

  Media yang dipergunakan dalam kultur Nannochloropsis sp. berbentuk cair atau larutan yang tersusun dari senyawa kimia (pupuk) yang merupakan sumber nutrien untuk keperluan hidup. Pupuk yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah TMRL (Tongkang Marine Research Laboratory). Adapun komposisi pupuk TMRL disajikan pada Tabel 1.

  Tabel 1. Komposisi pupuk TMRL skala laboratorium

  4 Na

  Sedangkan bahan yang digunakan adalah: 1.

  Selang dan aerasi 2. Akuarium ukuran 100 liter 3. Saringan 4. Haemocytometer 5. Mikroskop 6. pH meter 7. Kertas saring 8. Alat uji kandungan logam berat AAS (Atomic Absorption Spectrometry).

  Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1.

  

Sumber : Balai Besar Pengembangan Budidaya Laut, Lampung

B.3. Alat dan Bahan

  3,0 gram 100 gram 10 gram 1 gr / ( 0,7 ml) hingga 1 liter

  3 Aquadest

  2 SiO

  2 HPO

  No Bahan kimia Komposisi Pupuk TMRL

  3 Na

  2 NaNO

  3 .6H

  5 FeCl

  4

  3

  2

  1

  Air laut steril 2. PbCl 2 0,25 mg/L.

C. Prosedur Penelitian C.1. Persiapan penelitian C.1.1 Sterilisasi alat

  Tahap awal dilakukan dengan menyiapkan dan mensterilisasikan seluruh perangkat bahan dan alat yang akan digunakan selama penelitian. Sterilisasi peralatan dan bahan yang akan digunakan dapat dilakukan dengan cara: 1.

  Perebusan.

2. Perendaman dalam larutan kaporit/chlorine 150 ppm.

  3. C dengan tekanan Pemberian alkohol, diautoklaf dengan temperatur 100 1 atm selama 20 menit atau dioven.

  C.1.2 Sterilisasi media (air)