Uji Toksisitas Logam Berat Cd dan Cu ter
UJI TOKSISITAS LOGAM BERAT (Cd DAN Cu) TERHADAP PERTUMBUHAN
Porphyridium sp.
ARTIKEL SKRIPSI
PROGRAM STUDI ILMU KELAUTAN
JURUSAN PEMANFAATAN SUMBERDAYA PERIKANAN DAN KELAUTAN
Oleh :
HERA MARGARETA
NIM. 145080600111001
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2018
1
ARTIKEL SKRIPSI
PROGRAM STUDI ILMU KELAUTAN
JURUSAN PEMANFAATAN SUMBERDAYA PERIKANAN DAN KELAUTAN
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Meraih Gelar Sarjana Kelautan di Fakultas
Perikanan dan Ilmu Kelautan Universitas Brawijaya
Oleh :
HERA MARGARETA
NIM. 145080600111001
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2018
2
3
UJI TOKSISITAS LOGAM BERAT (Cd DAN Cu) TERHADAP PERTUMBUHAN
Porphyridium sp.
(TOXICITY TESTING OF HEAVY METALS (Cd AND Cu) ON GROWTH OF
Porphyridium sp.)
Hera Margareta1, Defri Yona2, Dwi Hindarti3
Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Universitas Brawijaya
ABSTRAK
Porphyridium sp. adalah salah satu mikroalga merah uniseluler yang tersebar luas di sebagian lautan dunia.
Porphyridium sp. memiliki plastida yang dapat menyediakan karbon organik 25-50% per tahunnya di
lautan. Porphyridium sp. juga memiliki komponen aktif yang dapat digunakan sebagai bahan pembuatan
biodiesel, antivirus, antibakteri, dan antioksidan. Komponen aktif tersebut bersifat tidak stabil dan
sensitif terhadap perubahan lingkungan. Porphyridium sp. juga memiliki efisiensi penyerapan logam berat
relatif cepat. Ketidakstabilan komponen aktif Porphyridium sp. terhadap bahan pencemar dan penyerapan
logam berat yang efisien tersebut dapat dimanfaatkan menjadi parameter perubahan lingkungan, salah
satunya adalah kontaminasi logam berat di perairan. Peningkatan konsentrasi logam berat di perairan
akibat aktivitas antropogenik akan mempengaruhi pertumbuhan organisme di dalamnya termasuk
mikroalga. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui efek logam berat Cd dan Cu terhadap
pertumbuhan sel Porphyridium sp.. Penelitian ini menggunakan metode uji toksisitas akut sub letal dalam
waktu paparan 96 jam. Berdasarkan hasil penelitian, nilai IC50-96 jam (konsentrasi toksikan yang
menghambat pertumbuhan separuh populasi), LOEC50-96 jam (konsentrasi toksikan terendah yang
memberi efek signifikan terhadap populasi) dan NOEC50-96 jam (konsentrasi toksikan tertinggi yang
tidak memberikan efek signifikan terhadap populasi) logam berat Cu lebih rendah daripada Cd. Hal
tersebut menunjukkan bahwa Cu lebih toksik terhadap pertumbuhan Porphyridium sp. dibandingkan
dengan Cd. Hal tersebut dikarenakan oleh sifat Cd yang tidak mudah larut dalam lemak dan
membutuhkan difusi terfasilitasi agar dapat masuk ke dalam sel.
Kata kunci : IC50, LOEC, NOEC, Porphyridium sp., Toksisitas
ABSTRACT
Porphyridium sp. is one of the most widely unicellular red microalgae in most of the ocean. Porphyridium
sp. has plastids that can provide organic carbon 25-50% per year in the oceans. Porphyridium sp. also has
an active component that can be used as a material for producing biodiesel, antiviral, antibacterial, and
antioxidant. The active components are unstable and sensitive to environmental changes. Porphyridium
sp. also has a fast heavy metal absorption efficiency. Instability of the active component Porphyridium sp.
to the pollutants and the fast heavy metal absorption efficiency can be utilized as a parameters to
monitor environmental change, one of which is the contamination of heavy metals in the ocean.
Increasing concentration of heavy metals in water due to anthropogenic activity will affect the growth
of organisms including microalgae. This study was conducted to determine the effect of heavy metals
Cd and Cu on cell growth of Porphyridium sp.. This study used the method of subacous acute toxicity
test of 96 hours exposure time. Results showed that IC50-96 hours (the concentration of toxicant that
can inhibite the growth of half population), LOEC50-96 hours (the lowest toxicant concentration that
give a significant effect on population) and NOEC 50-96 hours (the highest toxicant concentration that
did not have significant effect on population) of Cu lower than the ones of Cd. It shows that Cu is more
toxic to Porphyridium sp. than Cd. This is because characteristic of Cd is not easily soluble in fat and
requires facilitated diffusion in order to enter the cell.
Keywords : IC50, LOEC, NOEC, Porphyridium sp., Toxicity1
1Mahasiswa
Program Studi Ilmu Kelautan UB
Program Studi Ilmu Kelautan UB
3Pusat Penelitian Oseanografi, LIPI
2Dosen
4
berbahaya
PENDAHULUAN
Porphyridium
sp.
adalah
salah
satu
dan
cenderung
mengganggu
kelangsungan hidup organisme perairan salah
mikroalga merah uniseluler yang ada di lautan
satunya adalah mikroalga (Prasetio et al., 2016).
(Levy-Ontman et al., 2014). Porphyridium sp.
Tingginya konsentrasi logam berat di
memiliki plastida yang dapat menyediakan
perairan
karbon organik 25-50% per tahunnya di lautan
mikroalga. Beberapa eksperimen menunjukkan
(Bhattacharya et al., 2013). Porphyridium sp. juga
bahwa paparan logam berat dapat menurunkan
memiliki komponen aktif yang dapat digunakan
tingkat pertumbuhan mikroalga diantaranya Cu
sebagai bahan pembuatan biodiesel (Irwani et al.,
dapat menurunkan pertumbuhan Isochrysis sp.
2013),
(Puspitasari and Purbonegoro, 2011), Cd dan Pb
antivirus,
antibakteri,
antioksidan.
akan
mempengaruhi
metabolisme
Komponen aktif tersebut bersifat tidak stabil dan
dapat
sensitif terhadap perubahan lingkungan. Kondisi
Chaetoceros gracilis (Setiawati, 2009), As, Cd, Co,
lingkungan yang buruk akan mempengaruhi
Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Se dan Zn dapat menurunkan
komposisi kimia dari mikroalga tersebut sehingga
tingkat pertumbuhan Scenedesmus obliquus (Napan
untuk pemanfaatan yang lebih lanjut dibutuhkan
et al., 2015). Berdasarkan hal tersebut, penelitian
mikroalga yang bebas dari bahan pencemar. Di
ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh
sisi
aktif
toksisitas logam berat Cd dan Cu terhadap
Porphyridium sp. terhadap bahan pencemar dapat
pertumbuhan mikroalga Porphyridium sp. dan
digunakan
membandingkan logam berat mana yang lebih
lain,
ketidakstabilan
sebagai
komponen
parameter
perubahan
lingkungan seperti keberadaan logam berat di
menurunkan
tingkat
pertumbuhan
toksik.
perairan (Triaji et al., 2013).
Porphyridium
sp.
memiliki
METODE
efisiensi
Penelitian
penyerapan logam berat relatif cepat (Pranajaya et
Pengetahuan Indonesia, Jakarta Utara, pada
al., 2014), selulosa dan senyawa glikoprotein
tanggal 31 Januari 2018 β 27 Februari 2018.
lainnya yang dapat mengikat ion logam berat
Penelitian ini menggunakan metode
(Paramata et al., 2014). Protein dan polisakarida
eksperimen dengan toksikan logam berat Cd dan
tersebut berikatan dengan ion logam dan
Cu dan biota uji Porphyridium sp. yang berada pada
mengalami difusi sehingga logam berat masuk ke
fase
dalam sel (Pranajaya et al., 2014).
Penulis
melakukan
pengujian, yaitu uji pendahuluan (Range-finding
lingkungan perairan dan dalam konsentrasi yang
Test) dan uji utama (Definitive Test). Pengamatan
rendah diperlukan oleh makhluk hidup untuk
kurva pertumbuhan dilakukan untuk mengetahui
metabolisme. Namun, karena adanya aktivitas
berat
eksponensial.
pengamatan kurva pertumbuhan serta dua
Secara alami, logam berat sudah berada di
logam
di
Pusat Penelitian Oseanografi, Lembaga Ilmu
yang tersusun dari polisakarida (Levy-Ontman et
konsentrasi
dilaksanakan
Laboratorium Kimia Laut dan Ekotoksikologi,
al., 2014). Porphyridium sp. memiliki dinding sel
antropogenik,
ini
fase
di
pertumbuhan
Porphyridium
sp..
Uji
pendahuluan dilakukan untuk mengetahui nilai
perairan meningkat hingga tidak bisa dinetralisir
IC50 dan menentukan kisaran konsentrasi yang
oleh lingkungan. Hal ini menyebabkan logam
digunakan pada uji utama. Sedangkan uji utama
berat menjadi salah satu bahan pencemar yang
5
dilakukan untuk mengetahui pengaruh logam
dan 0,18 ppm. Pada tiap konsentrasi logam berat
berat Cd dan Cu terhadap Porphyridium sp.
dibuat sebanyak 1000 mL dan dibagi menjadi 100
berdasarkan nilai LOEC dan NOEC.
mL untuk tiap replika. Sisanya digunakan untuk
Persiapan dan Sterilisasi
pengukuran kualitas air (DO, pH, suhu dan
salinitas). Tiap 100 mL larutan uji kemudian
Kultur murni Porphyridium sp. didapat dari
Penelitian
diinokulasikan 1 mL kultur Porphyridium sp.
Oseanografi-LIPI. Peralatan yang digunakan
dengan kepadatan 1 x 106 sel/mL. Setelah itu,
dalam penelitian ini sebelumnya dicuci terlebih
dilakukan pengadukan dan pengacakan materi uji
dahulu dengan deterjen non fosfat dan dibilas
saat pagi dan sore selama 4 hari atau 96 jam.
dengan HNO3 10%, aseton serta akuades. Air
Setelah 96 jam, peneliti mencuplik sampel tiap
laut yang digunakan pada seluruh kegiatan
materi uji sebanyak 0,9 mL yang kemudian
penelitian
ditambahkan lugol 0,1 mL.
Laboratorium
Marikultur,
Pusat
sebelumnya
telah
disaring
menggunakan kertas saring berdiameter 0,45 Β΅m
Analisis Data
Hasil
dan disterilkan menggunakan autoklaf dalam
uji
toksisitas
menggunakan
waktu Β±15-20 menit dengan suhu 121 0C dan
fitoplankton dianggap valid jika kepadatan sel
tekanan 1,5 Pa (ASTM, 2006).
pada kontrol lebih dari 2 x 10 5 sel/mL (ASTM,
Pelaksanaan Uji
2006). Analisis presentase inhibisi (I%) atau
stimulasi (S%) menggunakan persamaan:
Uji pendahuluan Cd dan Cu dengan
πΆβπ
π₯ 100%
πΆ
πβπΆ
π% =
π₯ 100%
πΆ
Porphyridium sp. dilakukan karena belum ada
πΌ% =
informasi mengenai toksisitas Cd dan Cu
terhadap Porphyridium sp. Pada uji pendahuluan
digunakan perlakuan 1 kontrol dan 4 konsentrasi
berbeda yaitu 0,1; 1; 10; dan 100 ppm logam Cd
dengan C = respon kontrol dan T = respon
dan Cu. Pada uji pendahuluan digunakan larutan
perlakuan (treatment). Presentase inhibisi (I%)
induk CdCl2 dan CuCl2 1000 ppm yang kemudian
dihitung jika rata-rata kepadatan sel pada kontrol
diencerkan menggunakan air laut steril untuk
lebih
membuat larutan uji dengan seri konsentrasi yang
perlakuan/treatment.
dibutuhkan. Nilai IC50 hasil uji pendahuluan
stimulasi (S%) dihitung jika rata-rata kepadatan
digunakan untuk menentukan seri konsentrasi
sel pada kontrol lebih rendah dari kepadatan sel
pada uji utama.
pada perlakuan/treatment (Setiawati, 2009).
Uji utama logam berat Cd dan Cu
terhadao
Hasil
dari
kepadatan
Sebaliknya,
uji
pendahuluan
sel
pada
presentase
dihitung
menggunakan
menggunakan program komputer ICPIN versi
perlakuan 1 kontrol dan 5 konsentrasi berbeda.
2.0 milik USEPA, (1993). Sedangkan hasil uji
Uji utama menggunakan larutan induk CdCl2 dan
utama dihitung dengan menggunakan Anova dan
CuCl2 100 ppm Setiap perlakuan menggunakan 3
uji
replika. Konsentrasi yang dipakai untuk logam
TOXSTAT versi 3.2 (Gulley et al., 1990).
Porphyridium
sp.
tinggi
berat Cd adalah 0,032; 0,056; 0,1; 0,18; dan 0,32
ppm. Sedangkan konsentrasi yang dipakai untuk
logam berat Cd adalah 0,018; 0,032; 0,056; 0,1;
6
Dunnett
dalam
program
komputer
HASIL DAN PEMBAHASAN
oleh Afriza et al., (2015), fase eksponensial
Kurva Pertumbuhan Porphyridium sp.
berlangsung lebih lama dari penelitian ini yaitu
Rata-rata pertumbuhan sel Porphyridium
pada hari ke-4 sampai ke-9 dan fase stasioner
sp. selama 12 hari disajikan pada Gambar 1.
pada hari ke-10 dan 11. Meskipun terdapat
Berdasarkan Gambar 1, pada hari ke-1 sampai ke-
perbedaan durasi fase eksponensial, namun awal
3 Porphyridium sp. mengalami fase lag/adaptasi.
dari fase eksponensial tersebut tetap pada hari ke-
Hari ke-4 hingga ke-8 Porphyridium sp. mengalami
4. Sesuai dengan ASTM (2006), kepadatan sel
fase logaritmik/eksponensial. Hari ke-9 hingga
awal (initial cell density) mempengaruhi durasi fase
ke-11 Porphyridium sp. mengalami fase stasioner
pertumbuhan. Selain dari kepadatan awal kultur,
dan hari ke-12 Porphyridium sp. mengalami fase
pertumbuhan fitoplankton juga dipengaruhi
menuju kematian. Hasil pengamatan kurva
penggunaan media kultur (Suminto, 2011).
Hadiyanto and Azim (2012) menjelaskan
pertumbuhan Porphyridium sp. di atas tidak jauh
berbeda dengan penelitian yang dilakukan oleh
bahwa
Afriza et al., (2015). Namun, terdapat perbedaan
terjadinya
kepadatan awal sel (initial cell density) yang
pembelahan sel konstan, aktivitas metabolik
digunakan antara penelitian ini dan penelitian
konstan, dan keadaan pertumbuhan seimbang
yang dilakukan oleh Afriza et al., (2015).
antara supply makanan dan kenaikan mikroalga.
Penelitian ini menggunakan kepadatan awal sel
Fogg (1957) juga menjelaskan bahwa pada fase
kultur sebanyak 1 x 104 sel/mL. Sedangkan
eksponensial, organisme memiliki kapasitas tinggi
Afriza et al., (2015) menggunakan kepadatan awal
untuk fotosintesis. Berdasarkan hal tersebut,
sel kultur sebanyak 35 x
menyebabkan
104
durasi
eksponensial
pertumbuhan
ditandai
yang
dengan
cepat,
laju
maka pengujian toksisitas logam berat Cd dan Cu
sel/mL. Hal tersebut
perbedaan
fase
menggunakan Porphyridium sp. dapat dilakukan
fase
pada hari ke-4 atau pada awal fase eksponensial,
eksponensial dan fase stasioner.
karena kondisi pertumbuhan Porphyridium sp.
berlangsung pada hari ke-4 hingga ke-8 dan fase
sedang optimal sehingga dapat disimpulkan pada
stasioner berlangsung pada hari ke-9 hingga ke-
hasil uji bahwa penurunan tingkat pertumbuhan
11. Sedangkan pada penelitian yang dilakukan
terjadi karena pengaruh paparan logam berat.
Kepadatan sel (x104 sel/mL)
Pada penelitian ini, fase eksponensial
2000
1500
1000
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12
Hari keGambar 1. Rata-rata pertumbuhan Porphyridium sp. (n = 3)
7
Uji Pendahuluan (Range-finding Test)
tumbuh hingga mencapai kepadatan 19,25 x 104
berat Cd dan Cu menggunakan Porphyridium sp.
sel/mL. Sedangkan pada konsentrasi Cu 0,1 ppm
disajikan pada Gambar 2. Berdasarkan Gambar 2,
(Gambar 2b), Porphyridium sp. hanya dapat
logam berat (a) Cd dan (b) Cu sama-sama
tumbuh sebanyak 3 x 104 sel/mL. Logam berat
mempengaruhi pertumbuhan sel Porphyridium sp.
Cd
pada uji pendahuluan. Namun, ada perbedaan
menghambat pertumbuhan Porphyridium sp.
besarnya pengaruh kedua logam berat tersebut
sebesar 53,24 % sedangkan logam berat Cu
terhadap rata-rata jumlah sel Porphyridium sp..
dengan
Besarnya pengaruh tersebut dapat dilihat pada
menghambat pertumbuhan Porphyridium sp. jauh
konsentrasi 0,1 ppm pada masing-masing logam
lebih besar yaitu 93,21 %. Hal tersebut
berat.
menunjukkan
x104 sel/mL
a
100
100
80
80
60
60
40
40
20
20
0
0
dengan
konsentrasi
konsentrasi
pertumbuhan
bahwa
0,1
yang
Cu
Porphyridium
ppm
sama
dapat
dapat
mempengaruhi
sp.
lebih
besar
daripada Cd. Meskipun Cu adalah logam esensial,
namun kelebihan sedikit saja logam berat Cu
%
dapat menyebabkan kematian sel Porphyridium sp..
100
100
80
80
60
60
40
40
20
20
0
0
(Cid et al., 1995).
Adanya perbedaan tren grafik rata-rata
jumlah sel dan presentase inhibisi tersebut
dikarenakan
solubilitas
dari
masing-masing
logam berat dan proses adsorpsi. Cd adalah
logam berat yang tidak mudah larut dalam lemak,
sehingga akan lebih sulit untuk dapat melintasi
%
x104 sel/mL
Pengamatan hasil uji pendahuluan logam
membran sel Porphyridium sp. dan membutuhkan
waktu lebih lama untuk masuk ke dalam sel
dibandingkan Cu (Aunurohim and Rahmadiani,
b
2013). Namun, jika telah terakumulasi di dalam
sel, ion Cd juga dapat mendegradasi kloroplas
rata-rata jumlah sel
% Inhibisi
dan
menyebabkan
kerusakan
pigmen
Gambar 2. Rata-rata hasil uji pendahuluan logam
fotosintetik. Akibatnya, aktivitas fotosintesis
berat (a) Cd dan (b) Cu menggunakan
terganggu dan menyebabkan sel mati total (Sbihi
Porphyridium sp.
et al., 2012).
Analisis rata-rata jumlah sel dari uji
Gambar 2 menunjukkan bahwa dengan
pendahuluan logam berat Cd menunjukkan
konsentrasi terendah yang sama yakni 0,1 ppm,
bahwa nilai IC50 Cd pada Porphyridium sp. adalah
Cd dan Cu telah menghambat pertumbuhan
0,0939 ppm. Berdasarkan nilai IC50, kisaran
Porphyridium sp.. Namun, pada konsentrasi Cd 0,1
konsentrasi Cd yang digunakan pada uji utama
ppm (Gambar 2a), Porphyridium sp. masih dapat
adalah 0,032; 0,056; 0,1; 0,18; dan 0,32 ppm.
8
Porphyridium sp..
Analisis rata-rata jumlah sel dari uji
Berdasarkan Gambar 3a
pendahuluan logam berat Cu menunjukkan
(paparan Cd 48 jam), pada konsentrasi Cd 0,032
bahwa nilai IC50 Cu pada Porphyridium sp. adalah
ppm, kepadatan sel Porphyridium sp. adalah 26,75
0,0536 ppm. Berdasarkan nilai IC50, kisaran
x 104 sel/mL. Tidak jauh berbeda dengan
konsentrasi Cu yang digunakan pada uji utama
kepadatan sel pada Kontrol, yaitu 27,67 x 104
adalah 0,018; 0,032; 0,056; 0,1; dan 0,18 ppm.
sel/mL. Hal tersebut karena konsentrasi 0,032
Uji Utama
ppm masih dibawah nilai IC50 Cd pada
Hasil pengamatan jumlah sel pada waktu
Porphyridium
sp.
(0,0939
ppm)
sehingga
ke-48, 72, dan 96 jam disajikan pada Gambar 3.
diasumsikan belum ada pengaruh nyata pada
Gambar 3 menunjukkan bahwa logam berat Cd
pertumbuhan sel. Hal yang sama juga terjadi pada
dan
konsentrasi 0,056 ppm.
100
80
60
40
20
0
100
80
60
40
20
0
% inhibisi (%)
pertumbuhan
99
79
59
39
19
-1
100
80
60
40
20
0
% inhibisi (%)
mempengaruhi
100
80
60
40
20
0
100
80
60
40
20
0
% inhibisi (%)
kepadatan sel (x104
sel/mL)
kepadatan sel (x104
sel/mL)
kepadatan sel (x104
sel/mL)
Cu
konsentrasi logam berat Cd (ppm)
konsentrasi logam berat Cu (ppm)
Gambar 3. Rata-rata hasil uji utama logam berat Cd dan Cu menggunakan
Porphyridium sp. pada waktu paparan 48 jam (a,b), 72 jam (c,d) dan
96 jam (e,f)
9
Namun, pada konsentrasi 0,1 ppm terjadi
ppm lebih tinggi dari waktu paparan sebelumnya
kenaikan jumlah sel kembali dan menurun secara
(Gambar 3b). Hal ini dikarenakan phytochelatin
signifikan dengan bertambahnya konsentrasi Cd.
yang ada pada mikroalga yang berfungsi sebagai
Tren grafik yang sama juga terjadi pada pengujian
detoksifikasi logam berat (Setiawati, 2009). Pada
toksisitas Cd dengan Chaetoceros gracilis (Suratno et
konsentrasi Cu 0,018 ppm, phytochelatin tersebut
al., 2015). Hal ini dapat terjadi karena solubilitas
aktif sehingga Porphyridium sp. dapat mentolerir
Cd yang rendah terhadap air (Satria et al., 2015),
Cu yang masuk pada sel dan dapat melakukan
sehingga dimungkinkan Cd tidak larut maksimal
metabolisme kembali.
saat pengadukan Cd pada konsentrasi 0,1 ppm.
Setelah 96 jam pemaparan (Gambar 3e
Tren grafik yang sama juga terjadi pada waktu
dan 3f), semakin bertambah konsentrasi logam
paparan Cd 72 jam (Gambar 3c).
berat Cd dan Cu, semakin berkurang rata-rata
Berdasarkan Gambar 3b (paparan Cu 48
jumlah sel Porphyridium sp. serta semakin
jam), rata-rata jumlah sel Porphyridium sp. pada
meningkatnya nilai presentase inhibisi. Baik
konsentrasi Cu 0,018 ppm lebih rendah dari
logam berat Cd (a) maupun logam berat Cu (b),
kontrol namun pada konsentrasi Cu 0,032 ppm
menghambat pertumbuhan Porphyridium sp..
rata-rata jumlah sel mengalami peningkatan.
Namun,
Menurut Larasati (2017), terjadinya kenaikan
dibandingkan dengan Cd. Hal tersebut dapat
jumlah sel pada konsentrasi Cu 0,032 ppm karena
dilihat dengan membandingkan rata-rata jumlah
konsentrasi
menstimulasi
sel Porphyridium sp. pada paparan konsentrasi Cd
pertumbuhan sel fitoplankton, sesuai dengan
dan Cu yang sama. Misal pada konsentrasi Cd
manfaat dari Cu yakni sebagai elemen esensial
0,18 ppm, rata-rata jumlah sel Porphyridium sp.
untuk
pada
adalah 32,50 x 104 sel/mL dengan presentase
konsentrasi Cu 0,018 ppm lebih rendah dari
inhibisi 44,05 %. Sedangkan pada konsentrasi Cu
kontrol dan 0,032 ppm karena menurut Larasati
0,18 ppm, rata-rata jumlah sel Porphyridium sp.
(2017),
terjadi
adalah 13,50 x 104 sel/mL dengan presentase
sehingga
inhibisi 78,85 %. Hal tersebut menunjukkan
pertumbuhan Porphyridium sp. menjadi melambat.
bahwa dengan konsentrasi yang sama, logam
Namun, pada konsentrasi tersebut belum terjadi
berat Cu dapat menghambat pertumbuhan
dampak toksisitas logam berat Cu.
Porphyridium sp. lebih besar daripada logam berat
tersebut
metabolisme.
pada
penurunan
dapat
Kepadatan
konsentrasi
jumlah
sel
tersebut
mikronutrien
Hal tersebut dibuktikan dengan masih
terjadinya
penambahan
Cu
lebih
toksik
Cd. Hasil yang sama juga didapatkan oleh
Suratno et al., (2015) bahwa toksisitas logam
konsentrasi 0,032 ppm. Rata-rata jumlah sel
berat Cu terhadap Chaetoceros gracilis dan isochrysis
mulai
pada
sp. lebih kuat daripada Cd. Perbandingan
konsentrasi 0,056 sampai 0,18 ppm. Hal tersebut
toksisitas Cd dan Cu juga dapat dilihat kembali
dikarenakan logam berat Cu telah memberikan
pada hasil uji pendahuluan dalam penelitian ini.
efek toksik pada pertumbuhan Porphyridium sp.
Berdasarkan tingkatan toksisitasnya, urutan
Hal serupa juga terjadi pada paparan Cu 72 jam
logam berat dari yang sangat toksik adalah Hg 2+
(Gambar 3d). Namun, pada Gambar 3d terlihat
> Ag2+ > Cu2+ > Zn2+ > Ni2+ > Pb2+ > Cd2+ >
bahwa rata-rata jumlah sel pada konsentrasi 0,018
As2+ > Cr2+ (Darmono, 1995).
secara
sel
berat
pada
menurun
jumlah
logam
signifikan
10
Secara keseluruhan, pemaparan logam
Namun, logam berat Cu lebih toksik terhadap
berat Cd dan Cu terhadap pertumbuhan
pertumbuhan Porphyridium sp. dibandingkan
Porphyridium sp. memiliki respon negatif, yaitu
dengan logam berat Cd.
pemaparan logam berat Cd dan Cu menyebabkan
UCAPAN TERIMA KASIH
rata-rata jumlah sel pada perlakuan lebih rendah
Penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-
dari kontrol. Berdasarkan hasil analisis rata-rata
besarnya kepada Alm. Bapak Eston Matondang,
jumlah sel pada uji pendahuluan dan uji utama,
teknisi
didapatkan nilai IC50, LOEC dan NOEC logam
Ekotoksikologi, Pusat Penelitian Oseanografi-
berat Cd dan Cu terhadap Porphyridium sp. (Tabel
LIPI,
yang
telah
membantu
3). Dari nilai IC50, LOEC dan NOEC logam
menyelesaikan
tahap
demi
berat Cu yang lebih rendah dari nilai IC50, LOEC
menyelesaikan penelitian ini.
dan NOEC logam berat Cd menegaskan bahwa
DAFTAR PUSTAKA
Cu lebih toksik terhadap Porphyridium sp.
Afriza, Z., Diansyah, G., Sunaryo, A.I., 2015.
Pengaruh Pemberian Pupuk Urea (CH4N2O)
dengan Dosis Berbeda Terhadap Kepadatan Sel
dan Laju Pertumbuhan Porphyridium sp. pada
Kultur Fitoplankton Skala Laboratorium.
Maspari J. 7, 33β40.
dibandingkan dengan Cd.
Tabel 1. Nilai IC50, LOEC dan NOEC logam
berat Cd dan Cu terhadap
pertumbuhan Porphyridium sp.
Logam
berat
Cd
Cu
Nilai akhir
pengamatan (end
point)
IC50
LOEC
NOEC
IC50
LOEC
NOEC
penelitian
0,0939
0,056
0,032
0,0536
0,018
Porphyridium sp.
ARTIKEL SKRIPSI
PROGRAM STUDI ILMU KELAUTAN
JURUSAN PEMANFAATAN SUMBERDAYA PERIKANAN DAN KELAUTAN
Oleh :
HERA MARGARETA
NIM. 145080600111001
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2018
1
ARTIKEL SKRIPSI
PROGRAM STUDI ILMU KELAUTAN
JURUSAN PEMANFAATAN SUMBERDAYA PERIKANAN DAN KELAUTAN
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Meraih Gelar Sarjana Kelautan di Fakultas
Perikanan dan Ilmu Kelautan Universitas Brawijaya
Oleh :
HERA MARGARETA
NIM. 145080600111001
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2018
2
3
UJI TOKSISITAS LOGAM BERAT (Cd DAN Cu) TERHADAP PERTUMBUHAN
Porphyridium sp.
(TOXICITY TESTING OF HEAVY METALS (Cd AND Cu) ON GROWTH OF
Porphyridium sp.)
Hera Margareta1, Defri Yona2, Dwi Hindarti3
Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Universitas Brawijaya
ABSTRAK
Porphyridium sp. adalah salah satu mikroalga merah uniseluler yang tersebar luas di sebagian lautan dunia.
Porphyridium sp. memiliki plastida yang dapat menyediakan karbon organik 25-50% per tahunnya di
lautan. Porphyridium sp. juga memiliki komponen aktif yang dapat digunakan sebagai bahan pembuatan
biodiesel, antivirus, antibakteri, dan antioksidan. Komponen aktif tersebut bersifat tidak stabil dan
sensitif terhadap perubahan lingkungan. Porphyridium sp. juga memiliki efisiensi penyerapan logam berat
relatif cepat. Ketidakstabilan komponen aktif Porphyridium sp. terhadap bahan pencemar dan penyerapan
logam berat yang efisien tersebut dapat dimanfaatkan menjadi parameter perubahan lingkungan, salah
satunya adalah kontaminasi logam berat di perairan. Peningkatan konsentrasi logam berat di perairan
akibat aktivitas antropogenik akan mempengaruhi pertumbuhan organisme di dalamnya termasuk
mikroalga. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui efek logam berat Cd dan Cu terhadap
pertumbuhan sel Porphyridium sp.. Penelitian ini menggunakan metode uji toksisitas akut sub letal dalam
waktu paparan 96 jam. Berdasarkan hasil penelitian, nilai IC50-96 jam (konsentrasi toksikan yang
menghambat pertumbuhan separuh populasi), LOEC50-96 jam (konsentrasi toksikan terendah yang
memberi efek signifikan terhadap populasi) dan NOEC50-96 jam (konsentrasi toksikan tertinggi yang
tidak memberikan efek signifikan terhadap populasi) logam berat Cu lebih rendah daripada Cd. Hal
tersebut menunjukkan bahwa Cu lebih toksik terhadap pertumbuhan Porphyridium sp. dibandingkan
dengan Cd. Hal tersebut dikarenakan oleh sifat Cd yang tidak mudah larut dalam lemak dan
membutuhkan difusi terfasilitasi agar dapat masuk ke dalam sel.
Kata kunci : IC50, LOEC, NOEC, Porphyridium sp., Toksisitas
ABSTRACT
Porphyridium sp. is one of the most widely unicellular red microalgae in most of the ocean. Porphyridium
sp. has plastids that can provide organic carbon 25-50% per year in the oceans. Porphyridium sp. also has
an active component that can be used as a material for producing biodiesel, antiviral, antibacterial, and
antioxidant. The active components are unstable and sensitive to environmental changes. Porphyridium
sp. also has a fast heavy metal absorption efficiency. Instability of the active component Porphyridium sp.
to the pollutants and the fast heavy metal absorption efficiency can be utilized as a parameters to
monitor environmental change, one of which is the contamination of heavy metals in the ocean.
Increasing concentration of heavy metals in water due to anthropogenic activity will affect the growth
of organisms including microalgae. This study was conducted to determine the effect of heavy metals
Cd and Cu on cell growth of Porphyridium sp.. This study used the method of subacous acute toxicity
test of 96 hours exposure time. Results showed that IC50-96 hours (the concentration of toxicant that
can inhibite the growth of half population), LOEC50-96 hours (the lowest toxicant concentration that
give a significant effect on population) and NOEC 50-96 hours (the highest toxicant concentration that
did not have significant effect on population) of Cu lower than the ones of Cd. It shows that Cu is more
toxic to Porphyridium sp. than Cd. This is because characteristic of Cd is not easily soluble in fat and
requires facilitated diffusion in order to enter the cell.
Keywords : IC50, LOEC, NOEC, Porphyridium sp., Toxicity1
1Mahasiswa
Program Studi Ilmu Kelautan UB
Program Studi Ilmu Kelautan UB
3Pusat Penelitian Oseanografi, LIPI
2Dosen
4
berbahaya
PENDAHULUAN
Porphyridium
sp.
adalah
salah
satu
dan
cenderung
mengganggu
kelangsungan hidup organisme perairan salah
mikroalga merah uniseluler yang ada di lautan
satunya adalah mikroalga (Prasetio et al., 2016).
(Levy-Ontman et al., 2014). Porphyridium sp.
Tingginya konsentrasi logam berat di
memiliki plastida yang dapat menyediakan
perairan
karbon organik 25-50% per tahunnya di lautan
mikroalga. Beberapa eksperimen menunjukkan
(Bhattacharya et al., 2013). Porphyridium sp. juga
bahwa paparan logam berat dapat menurunkan
memiliki komponen aktif yang dapat digunakan
tingkat pertumbuhan mikroalga diantaranya Cu
sebagai bahan pembuatan biodiesel (Irwani et al.,
dapat menurunkan pertumbuhan Isochrysis sp.
2013),
(Puspitasari and Purbonegoro, 2011), Cd dan Pb
antivirus,
antibakteri,
antioksidan.
akan
mempengaruhi
metabolisme
Komponen aktif tersebut bersifat tidak stabil dan
dapat
sensitif terhadap perubahan lingkungan. Kondisi
Chaetoceros gracilis (Setiawati, 2009), As, Cd, Co,
lingkungan yang buruk akan mempengaruhi
Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Se dan Zn dapat menurunkan
komposisi kimia dari mikroalga tersebut sehingga
tingkat pertumbuhan Scenedesmus obliquus (Napan
untuk pemanfaatan yang lebih lanjut dibutuhkan
et al., 2015). Berdasarkan hal tersebut, penelitian
mikroalga yang bebas dari bahan pencemar. Di
ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh
sisi
aktif
toksisitas logam berat Cd dan Cu terhadap
Porphyridium sp. terhadap bahan pencemar dapat
pertumbuhan mikroalga Porphyridium sp. dan
digunakan
membandingkan logam berat mana yang lebih
lain,
ketidakstabilan
sebagai
komponen
parameter
perubahan
lingkungan seperti keberadaan logam berat di
menurunkan
tingkat
pertumbuhan
toksik.
perairan (Triaji et al., 2013).
Porphyridium
sp.
memiliki
METODE
efisiensi
Penelitian
penyerapan logam berat relatif cepat (Pranajaya et
Pengetahuan Indonesia, Jakarta Utara, pada
al., 2014), selulosa dan senyawa glikoprotein
tanggal 31 Januari 2018 β 27 Februari 2018.
lainnya yang dapat mengikat ion logam berat
Penelitian ini menggunakan metode
(Paramata et al., 2014). Protein dan polisakarida
eksperimen dengan toksikan logam berat Cd dan
tersebut berikatan dengan ion logam dan
Cu dan biota uji Porphyridium sp. yang berada pada
mengalami difusi sehingga logam berat masuk ke
fase
dalam sel (Pranajaya et al., 2014).
Penulis
melakukan
pengujian, yaitu uji pendahuluan (Range-finding
lingkungan perairan dan dalam konsentrasi yang
Test) dan uji utama (Definitive Test). Pengamatan
rendah diperlukan oleh makhluk hidup untuk
kurva pertumbuhan dilakukan untuk mengetahui
metabolisme. Namun, karena adanya aktivitas
berat
eksponensial.
pengamatan kurva pertumbuhan serta dua
Secara alami, logam berat sudah berada di
logam
di
Pusat Penelitian Oseanografi, Lembaga Ilmu
yang tersusun dari polisakarida (Levy-Ontman et
konsentrasi
dilaksanakan
Laboratorium Kimia Laut dan Ekotoksikologi,
al., 2014). Porphyridium sp. memiliki dinding sel
antropogenik,
ini
fase
di
pertumbuhan
Porphyridium
sp..
Uji
pendahuluan dilakukan untuk mengetahui nilai
perairan meningkat hingga tidak bisa dinetralisir
IC50 dan menentukan kisaran konsentrasi yang
oleh lingkungan. Hal ini menyebabkan logam
digunakan pada uji utama. Sedangkan uji utama
berat menjadi salah satu bahan pencemar yang
5
dilakukan untuk mengetahui pengaruh logam
dan 0,18 ppm. Pada tiap konsentrasi logam berat
berat Cd dan Cu terhadap Porphyridium sp.
dibuat sebanyak 1000 mL dan dibagi menjadi 100
berdasarkan nilai LOEC dan NOEC.
mL untuk tiap replika. Sisanya digunakan untuk
Persiapan dan Sterilisasi
pengukuran kualitas air (DO, pH, suhu dan
salinitas). Tiap 100 mL larutan uji kemudian
Kultur murni Porphyridium sp. didapat dari
Penelitian
diinokulasikan 1 mL kultur Porphyridium sp.
Oseanografi-LIPI. Peralatan yang digunakan
dengan kepadatan 1 x 106 sel/mL. Setelah itu,
dalam penelitian ini sebelumnya dicuci terlebih
dilakukan pengadukan dan pengacakan materi uji
dahulu dengan deterjen non fosfat dan dibilas
saat pagi dan sore selama 4 hari atau 96 jam.
dengan HNO3 10%, aseton serta akuades. Air
Setelah 96 jam, peneliti mencuplik sampel tiap
laut yang digunakan pada seluruh kegiatan
materi uji sebanyak 0,9 mL yang kemudian
penelitian
ditambahkan lugol 0,1 mL.
Laboratorium
Marikultur,
Pusat
sebelumnya
telah
disaring
menggunakan kertas saring berdiameter 0,45 Β΅m
Analisis Data
Hasil
dan disterilkan menggunakan autoklaf dalam
uji
toksisitas
menggunakan
waktu Β±15-20 menit dengan suhu 121 0C dan
fitoplankton dianggap valid jika kepadatan sel
tekanan 1,5 Pa (ASTM, 2006).
pada kontrol lebih dari 2 x 10 5 sel/mL (ASTM,
Pelaksanaan Uji
2006). Analisis presentase inhibisi (I%) atau
stimulasi (S%) menggunakan persamaan:
Uji pendahuluan Cd dan Cu dengan
πΆβπ
π₯ 100%
πΆ
πβπΆ
π% =
π₯ 100%
πΆ
Porphyridium sp. dilakukan karena belum ada
πΌ% =
informasi mengenai toksisitas Cd dan Cu
terhadap Porphyridium sp. Pada uji pendahuluan
digunakan perlakuan 1 kontrol dan 4 konsentrasi
berbeda yaitu 0,1; 1; 10; dan 100 ppm logam Cd
dengan C = respon kontrol dan T = respon
dan Cu. Pada uji pendahuluan digunakan larutan
perlakuan (treatment). Presentase inhibisi (I%)
induk CdCl2 dan CuCl2 1000 ppm yang kemudian
dihitung jika rata-rata kepadatan sel pada kontrol
diencerkan menggunakan air laut steril untuk
lebih
membuat larutan uji dengan seri konsentrasi yang
perlakuan/treatment.
dibutuhkan. Nilai IC50 hasil uji pendahuluan
stimulasi (S%) dihitung jika rata-rata kepadatan
digunakan untuk menentukan seri konsentrasi
sel pada kontrol lebih rendah dari kepadatan sel
pada uji utama.
pada perlakuan/treatment (Setiawati, 2009).
Uji utama logam berat Cd dan Cu
terhadao
Hasil
dari
kepadatan
Sebaliknya,
uji
pendahuluan
sel
pada
presentase
dihitung
menggunakan
menggunakan program komputer ICPIN versi
perlakuan 1 kontrol dan 5 konsentrasi berbeda.
2.0 milik USEPA, (1993). Sedangkan hasil uji
Uji utama menggunakan larutan induk CdCl2 dan
utama dihitung dengan menggunakan Anova dan
CuCl2 100 ppm Setiap perlakuan menggunakan 3
uji
replika. Konsentrasi yang dipakai untuk logam
TOXSTAT versi 3.2 (Gulley et al., 1990).
Porphyridium
sp.
tinggi
berat Cd adalah 0,032; 0,056; 0,1; 0,18; dan 0,32
ppm. Sedangkan konsentrasi yang dipakai untuk
logam berat Cd adalah 0,018; 0,032; 0,056; 0,1;
6
Dunnett
dalam
program
komputer
HASIL DAN PEMBAHASAN
oleh Afriza et al., (2015), fase eksponensial
Kurva Pertumbuhan Porphyridium sp.
berlangsung lebih lama dari penelitian ini yaitu
Rata-rata pertumbuhan sel Porphyridium
pada hari ke-4 sampai ke-9 dan fase stasioner
sp. selama 12 hari disajikan pada Gambar 1.
pada hari ke-10 dan 11. Meskipun terdapat
Berdasarkan Gambar 1, pada hari ke-1 sampai ke-
perbedaan durasi fase eksponensial, namun awal
3 Porphyridium sp. mengalami fase lag/adaptasi.
dari fase eksponensial tersebut tetap pada hari ke-
Hari ke-4 hingga ke-8 Porphyridium sp. mengalami
4. Sesuai dengan ASTM (2006), kepadatan sel
fase logaritmik/eksponensial. Hari ke-9 hingga
awal (initial cell density) mempengaruhi durasi fase
ke-11 Porphyridium sp. mengalami fase stasioner
pertumbuhan. Selain dari kepadatan awal kultur,
dan hari ke-12 Porphyridium sp. mengalami fase
pertumbuhan fitoplankton juga dipengaruhi
menuju kematian. Hasil pengamatan kurva
penggunaan media kultur (Suminto, 2011).
Hadiyanto and Azim (2012) menjelaskan
pertumbuhan Porphyridium sp. di atas tidak jauh
berbeda dengan penelitian yang dilakukan oleh
bahwa
Afriza et al., (2015). Namun, terdapat perbedaan
terjadinya
kepadatan awal sel (initial cell density) yang
pembelahan sel konstan, aktivitas metabolik
digunakan antara penelitian ini dan penelitian
konstan, dan keadaan pertumbuhan seimbang
yang dilakukan oleh Afriza et al., (2015).
antara supply makanan dan kenaikan mikroalga.
Penelitian ini menggunakan kepadatan awal sel
Fogg (1957) juga menjelaskan bahwa pada fase
kultur sebanyak 1 x 104 sel/mL. Sedangkan
eksponensial, organisme memiliki kapasitas tinggi
Afriza et al., (2015) menggunakan kepadatan awal
untuk fotosintesis. Berdasarkan hal tersebut,
sel kultur sebanyak 35 x
menyebabkan
104
durasi
eksponensial
pertumbuhan
ditandai
yang
dengan
cepat,
laju
maka pengujian toksisitas logam berat Cd dan Cu
sel/mL. Hal tersebut
perbedaan
fase
menggunakan Porphyridium sp. dapat dilakukan
fase
pada hari ke-4 atau pada awal fase eksponensial,
eksponensial dan fase stasioner.
karena kondisi pertumbuhan Porphyridium sp.
berlangsung pada hari ke-4 hingga ke-8 dan fase
sedang optimal sehingga dapat disimpulkan pada
stasioner berlangsung pada hari ke-9 hingga ke-
hasil uji bahwa penurunan tingkat pertumbuhan
11. Sedangkan pada penelitian yang dilakukan
terjadi karena pengaruh paparan logam berat.
Kepadatan sel (x104 sel/mL)
Pada penelitian ini, fase eksponensial
2000
1500
1000
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12
Hari keGambar 1. Rata-rata pertumbuhan Porphyridium sp. (n = 3)
7
Uji Pendahuluan (Range-finding Test)
tumbuh hingga mencapai kepadatan 19,25 x 104
berat Cd dan Cu menggunakan Porphyridium sp.
sel/mL. Sedangkan pada konsentrasi Cu 0,1 ppm
disajikan pada Gambar 2. Berdasarkan Gambar 2,
(Gambar 2b), Porphyridium sp. hanya dapat
logam berat (a) Cd dan (b) Cu sama-sama
tumbuh sebanyak 3 x 104 sel/mL. Logam berat
mempengaruhi pertumbuhan sel Porphyridium sp.
Cd
pada uji pendahuluan. Namun, ada perbedaan
menghambat pertumbuhan Porphyridium sp.
besarnya pengaruh kedua logam berat tersebut
sebesar 53,24 % sedangkan logam berat Cu
terhadap rata-rata jumlah sel Porphyridium sp..
dengan
Besarnya pengaruh tersebut dapat dilihat pada
menghambat pertumbuhan Porphyridium sp. jauh
konsentrasi 0,1 ppm pada masing-masing logam
lebih besar yaitu 93,21 %. Hal tersebut
berat.
menunjukkan
x104 sel/mL
a
100
100
80
80
60
60
40
40
20
20
0
0
dengan
konsentrasi
konsentrasi
pertumbuhan
bahwa
0,1
yang
Cu
Porphyridium
ppm
sama
dapat
dapat
mempengaruhi
sp.
lebih
besar
daripada Cd. Meskipun Cu adalah logam esensial,
namun kelebihan sedikit saja logam berat Cu
%
dapat menyebabkan kematian sel Porphyridium sp..
100
100
80
80
60
60
40
40
20
20
0
0
(Cid et al., 1995).
Adanya perbedaan tren grafik rata-rata
jumlah sel dan presentase inhibisi tersebut
dikarenakan
solubilitas
dari
masing-masing
logam berat dan proses adsorpsi. Cd adalah
logam berat yang tidak mudah larut dalam lemak,
sehingga akan lebih sulit untuk dapat melintasi
%
x104 sel/mL
Pengamatan hasil uji pendahuluan logam
membran sel Porphyridium sp. dan membutuhkan
waktu lebih lama untuk masuk ke dalam sel
dibandingkan Cu (Aunurohim and Rahmadiani,
b
2013). Namun, jika telah terakumulasi di dalam
sel, ion Cd juga dapat mendegradasi kloroplas
rata-rata jumlah sel
% Inhibisi
dan
menyebabkan
kerusakan
pigmen
Gambar 2. Rata-rata hasil uji pendahuluan logam
fotosintetik. Akibatnya, aktivitas fotosintesis
berat (a) Cd dan (b) Cu menggunakan
terganggu dan menyebabkan sel mati total (Sbihi
Porphyridium sp.
et al., 2012).
Analisis rata-rata jumlah sel dari uji
Gambar 2 menunjukkan bahwa dengan
pendahuluan logam berat Cd menunjukkan
konsentrasi terendah yang sama yakni 0,1 ppm,
bahwa nilai IC50 Cd pada Porphyridium sp. adalah
Cd dan Cu telah menghambat pertumbuhan
0,0939 ppm. Berdasarkan nilai IC50, kisaran
Porphyridium sp.. Namun, pada konsentrasi Cd 0,1
konsentrasi Cd yang digunakan pada uji utama
ppm (Gambar 2a), Porphyridium sp. masih dapat
adalah 0,032; 0,056; 0,1; 0,18; dan 0,32 ppm.
8
Porphyridium sp..
Analisis rata-rata jumlah sel dari uji
Berdasarkan Gambar 3a
pendahuluan logam berat Cu menunjukkan
(paparan Cd 48 jam), pada konsentrasi Cd 0,032
bahwa nilai IC50 Cu pada Porphyridium sp. adalah
ppm, kepadatan sel Porphyridium sp. adalah 26,75
0,0536 ppm. Berdasarkan nilai IC50, kisaran
x 104 sel/mL. Tidak jauh berbeda dengan
konsentrasi Cu yang digunakan pada uji utama
kepadatan sel pada Kontrol, yaitu 27,67 x 104
adalah 0,018; 0,032; 0,056; 0,1; dan 0,18 ppm.
sel/mL. Hal tersebut karena konsentrasi 0,032
Uji Utama
ppm masih dibawah nilai IC50 Cd pada
Hasil pengamatan jumlah sel pada waktu
Porphyridium
sp.
(0,0939
ppm)
sehingga
ke-48, 72, dan 96 jam disajikan pada Gambar 3.
diasumsikan belum ada pengaruh nyata pada
Gambar 3 menunjukkan bahwa logam berat Cd
pertumbuhan sel. Hal yang sama juga terjadi pada
dan
konsentrasi 0,056 ppm.
100
80
60
40
20
0
100
80
60
40
20
0
% inhibisi (%)
pertumbuhan
99
79
59
39
19
-1
100
80
60
40
20
0
% inhibisi (%)
mempengaruhi
100
80
60
40
20
0
100
80
60
40
20
0
% inhibisi (%)
kepadatan sel (x104
sel/mL)
kepadatan sel (x104
sel/mL)
kepadatan sel (x104
sel/mL)
Cu
konsentrasi logam berat Cd (ppm)
konsentrasi logam berat Cu (ppm)
Gambar 3. Rata-rata hasil uji utama logam berat Cd dan Cu menggunakan
Porphyridium sp. pada waktu paparan 48 jam (a,b), 72 jam (c,d) dan
96 jam (e,f)
9
Namun, pada konsentrasi 0,1 ppm terjadi
ppm lebih tinggi dari waktu paparan sebelumnya
kenaikan jumlah sel kembali dan menurun secara
(Gambar 3b). Hal ini dikarenakan phytochelatin
signifikan dengan bertambahnya konsentrasi Cd.
yang ada pada mikroalga yang berfungsi sebagai
Tren grafik yang sama juga terjadi pada pengujian
detoksifikasi logam berat (Setiawati, 2009). Pada
toksisitas Cd dengan Chaetoceros gracilis (Suratno et
konsentrasi Cu 0,018 ppm, phytochelatin tersebut
al., 2015). Hal ini dapat terjadi karena solubilitas
aktif sehingga Porphyridium sp. dapat mentolerir
Cd yang rendah terhadap air (Satria et al., 2015),
Cu yang masuk pada sel dan dapat melakukan
sehingga dimungkinkan Cd tidak larut maksimal
metabolisme kembali.
saat pengadukan Cd pada konsentrasi 0,1 ppm.
Setelah 96 jam pemaparan (Gambar 3e
Tren grafik yang sama juga terjadi pada waktu
dan 3f), semakin bertambah konsentrasi logam
paparan Cd 72 jam (Gambar 3c).
berat Cd dan Cu, semakin berkurang rata-rata
Berdasarkan Gambar 3b (paparan Cu 48
jumlah sel Porphyridium sp. serta semakin
jam), rata-rata jumlah sel Porphyridium sp. pada
meningkatnya nilai presentase inhibisi. Baik
konsentrasi Cu 0,018 ppm lebih rendah dari
logam berat Cd (a) maupun logam berat Cu (b),
kontrol namun pada konsentrasi Cu 0,032 ppm
menghambat pertumbuhan Porphyridium sp..
rata-rata jumlah sel mengalami peningkatan.
Namun,
Menurut Larasati (2017), terjadinya kenaikan
dibandingkan dengan Cd. Hal tersebut dapat
jumlah sel pada konsentrasi Cu 0,032 ppm karena
dilihat dengan membandingkan rata-rata jumlah
konsentrasi
menstimulasi
sel Porphyridium sp. pada paparan konsentrasi Cd
pertumbuhan sel fitoplankton, sesuai dengan
dan Cu yang sama. Misal pada konsentrasi Cd
manfaat dari Cu yakni sebagai elemen esensial
0,18 ppm, rata-rata jumlah sel Porphyridium sp.
untuk
pada
adalah 32,50 x 104 sel/mL dengan presentase
konsentrasi Cu 0,018 ppm lebih rendah dari
inhibisi 44,05 %. Sedangkan pada konsentrasi Cu
kontrol dan 0,032 ppm karena menurut Larasati
0,18 ppm, rata-rata jumlah sel Porphyridium sp.
(2017),
terjadi
adalah 13,50 x 104 sel/mL dengan presentase
sehingga
inhibisi 78,85 %. Hal tersebut menunjukkan
pertumbuhan Porphyridium sp. menjadi melambat.
bahwa dengan konsentrasi yang sama, logam
Namun, pada konsentrasi tersebut belum terjadi
berat Cu dapat menghambat pertumbuhan
dampak toksisitas logam berat Cu.
Porphyridium sp. lebih besar daripada logam berat
tersebut
metabolisme.
pada
penurunan
dapat
Kepadatan
konsentrasi
jumlah
sel
tersebut
mikronutrien
Hal tersebut dibuktikan dengan masih
terjadinya
penambahan
Cu
lebih
toksik
Cd. Hasil yang sama juga didapatkan oleh
Suratno et al., (2015) bahwa toksisitas logam
konsentrasi 0,032 ppm. Rata-rata jumlah sel
berat Cu terhadap Chaetoceros gracilis dan isochrysis
mulai
pada
sp. lebih kuat daripada Cd. Perbandingan
konsentrasi 0,056 sampai 0,18 ppm. Hal tersebut
toksisitas Cd dan Cu juga dapat dilihat kembali
dikarenakan logam berat Cu telah memberikan
pada hasil uji pendahuluan dalam penelitian ini.
efek toksik pada pertumbuhan Porphyridium sp.
Berdasarkan tingkatan toksisitasnya, urutan
Hal serupa juga terjadi pada paparan Cu 72 jam
logam berat dari yang sangat toksik adalah Hg 2+
(Gambar 3d). Namun, pada Gambar 3d terlihat
> Ag2+ > Cu2+ > Zn2+ > Ni2+ > Pb2+ > Cd2+ >
bahwa rata-rata jumlah sel pada konsentrasi 0,018
As2+ > Cr2+ (Darmono, 1995).
secara
sel
berat
pada
menurun
jumlah
logam
signifikan
10
Secara keseluruhan, pemaparan logam
Namun, logam berat Cu lebih toksik terhadap
berat Cd dan Cu terhadap pertumbuhan
pertumbuhan Porphyridium sp. dibandingkan
Porphyridium sp. memiliki respon negatif, yaitu
dengan logam berat Cd.
pemaparan logam berat Cd dan Cu menyebabkan
UCAPAN TERIMA KASIH
rata-rata jumlah sel pada perlakuan lebih rendah
Penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-
dari kontrol. Berdasarkan hasil analisis rata-rata
besarnya kepada Alm. Bapak Eston Matondang,
jumlah sel pada uji pendahuluan dan uji utama,
teknisi
didapatkan nilai IC50, LOEC dan NOEC logam
Ekotoksikologi, Pusat Penelitian Oseanografi-
berat Cd dan Cu terhadap Porphyridium sp. (Tabel
LIPI,
yang
telah
membantu
3). Dari nilai IC50, LOEC dan NOEC logam
menyelesaikan
tahap
demi
berat Cu yang lebih rendah dari nilai IC50, LOEC
menyelesaikan penelitian ini.
dan NOEC logam berat Cd menegaskan bahwa
DAFTAR PUSTAKA
Cu lebih toksik terhadap Porphyridium sp.
Afriza, Z., Diansyah, G., Sunaryo, A.I., 2015.
Pengaruh Pemberian Pupuk Urea (CH4N2O)
dengan Dosis Berbeda Terhadap Kepadatan Sel
dan Laju Pertumbuhan Porphyridium sp. pada
Kultur Fitoplankton Skala Laboratorium.
Maspari J. 7, 33β40.
dibandingkan dengan Cd.
Tabel 1. Nilai IC50, LOEC dan NOEC logam
berat Cd dan Cu terhadap
pertumbuhan Porphyridium sp.
Logam
berat
Cd
Cu
Nilai akhir
pengamatan (end
point)
IC50
LOEC
NOEC
IC50
LOEC
NOEC
penelitian
0,0939
0,056
0,032
0,0536
0,018