Status Kontaminasi Merkuri (Hg) di Perairan Pantai Cirebon, Jawa Barat

Abstract

Kegiatan sekitar Perairan Cirebon beragam dan sangat dinamis meliputi aktivitas pelabuhan, perikanan tangkap, budidaya, industri, dan PLTU, sehingga mempengaruhi kualitas sedimen di Perairan Cirebon termasuk potensi pencemaran logam berat merkuri (Hg). Kontaminasi merkuri sangat berbahaya, karena memiliki tingkat toksisitas tinggi dan dapat terakumulasi dalam sistem biologis. Akumulasi Hg dalam bahan pangan dari laut telah diketahui menyebabkan berbagai kasus penyakit yang dapat mengakibatkan keracunan hingga kematian seperti yang terjadi pada Teluk Minamata Jepang dan Teluk Buyat Sulawesi Utara. Logam berat Hg dapat masuk ke perairan melalui atmosfer yang kemudian terdeposisi ke perairan dan terestrial melalui limpasan air sungai. Logam ini bersifat presisten dan di perairan dapat berbentuk terlarut dan terikat dalam bentuk senyawa yang pada akhirnya mengendap di dasar sedimen dan terakumulasi pada kerang darah (Anadara granosa). Siklus hidupnya yang menetap di dasar perairan menjadikan Anadara granosa sebagai salah satu biota indikator yang baik untuk mengetahui kualitas sedimen di Perairan Cirebon akibat cemaran logam berat Hg. Berdasarkan latar belakang tersebut, tujuan penelitian ini adalah (1) menduga sumber kontaminan logam berat Hg di perairan Pantai Cirebon; (2) menganalisis tingkat akumulasi logam berat Hg pada sedimen dan biota indikator kerang Anadara granosa; (3) menentukan status kontaminan logam berat Hg di perairan Pantai Cirebon. Lokasi penelitian di Perairan Cirebon dibagi kedalam tiga wilayah, yaitu Bondet, Sukalila, dan Kejawanan dengan sembilan titik pengambilan sampel di masing–masing wilayah. Pengambilan data in situ dengan menggunakan Horiba U50 dan sampel sedimen permukaan diambil pada kedalaman perairan yang bervariasi antara 1–6 m. Logam berat Hg diukur pada sampel sedimen dan kerang. Ekspresi analisis geser kimia proton (1H-NMR) senyawa kimia pada Anadara granosa digunakan untuk mengetahui biomarker metabolit. Hasil pengukuran in situ parameter fisik kimia di Perairan Cirebon seperti suhu permukaan berkisar 31.09–32.30 oC, salinitas 26.4–30.10 ppt, pH 7.66–8.56, dan DO 4.50–6.87 mg/L. Kadar salinitas, pH dan DO lebih rendah ditemukan di Perairan Bondet dengan gradasi meningkat ke arah Sukalila dan Kejawanan. Rendahnya nilai salinitas dan pH di wilayah Bondet menunjukkan bahwa pengaruh air tawar dari aliran sungai Bondet yang masuk ke Pantai Bondet lebih besar daripada aliran air tawar yang masuk melalui sungai ke Sukalila dan Kejawanan. Tingginya kandungan C-organik di sedimen Perairan Bondet selaras dengan kadar DO yang lebih rendah dibandikan di wilayah Sukalila dan Kejawanan. Hal ini terkait dengan tingginya aktivitas perombakan bahan organik oleh mikroorganisme. Fraksi butir sedimen di Perairan Cirebon baik di Bondet, Sukalila, dan Kejawanan didominasi oleh jenis lanau dan lempung. Jenis fraksi butir yang halus ini mengindikasikan bahwa fluktuasi arus yang berada di Perairan Cirebon relatif lemah dan berenergi rendah. Konsentrasi Hg sedimen tertinggi ditemukan di Perairan Bondet (x̄ 59.57 µg/kg–bk), dan cenderung menurun di sedimen Perairan Sukalila (x̄ 51.86 µg/kg–bk), serta di sedimen Perairan Kejawanan (x̄ 38.32 µg/kg–bk). Uji Hg pada Anadara granosa menunjukkan hasil bahwa sampel Anadara granosa di Perairan Cirebon telah terkontaminasi Hg dengan konsentrasi tertinggi di Pantai Bondet (x̄ 33.29 µg/kg–bk) dan mengalami gradasi penurunan di Sukalila (x̄ 27.80 µg/kg–bk) dan Kejawanan (x̄ 26.19 µg/kg–bk). Akumulasi Hg pada tubuh kerang memberikan pengaruh metabolit yang ditunjukkan melalui biomarker metabolik. Analisis metabolomik NMR dari ekstrak TCA sampel kerang Anadara granosa menunjukkan bahwa peningkatan akumulasi Hg menyebabkan peningkatan senyawa acetoacetate, glucose, succinate, betaine, glutamate, dan taurine. Sebaliknya, peningkatan Hg akan menurunkan senyawa uracil, inosine, fumarate, homarine, tyrosine, glutamine, dan alanine. Berdasarkan penelitian ini diketahui bahwa akumulasi Hg di sedimen dan Anadara granosa Perairan Cirebon masih berada di bawah standar baku mutu yang ditetapkan, walaupun terdapat gradasi peningkatan akumulasi Hg dari wilayah Kejawanan dan Sukalila ke arah Bondet. Rendahnya konsentrasi Hg baik di sedimen dan pada Anadara granosa menunjukkan bahwa status sedimen Perairan Cirebon masih tergolong aman secara ekologis dari cemaran logam berat Hg.

Kata kunci: Anadara granosa, biomarker, logam berat, merkuri (Hg), metabolomik, Perairan Cirebon, sedimen.

There are very diverse and dynamic activities around Cirebon Waters from port activities, capture fisheries, aquaculture, industry, and steam power plants, thus affect water and sediment quality in Cirebon coasts, including mercury (Hg) pollution. Mercury contamination in the environment is hazardous, due to high toxicity levels and potential accumulation in biological systems. The accumulation of Hg in fisheries products has been known to cause many diseases that could be lethal as happened in Japan's Minamata Bay and Buyat Bay, North Sulawesi. Mercury could penetrate into the waters through the atmosphere-water interface and deposited into aquatic and terrestrial systems through the river’s runoff. The mercurial compound is also persistent, dissolved, and suspended, further deposited in the seafloor sediments and accumulated in blood clams (Anadara granosa). The life cycle of Anadara granosa which settles on the bottom sediment makes it suitable as a bioindicator and biomonitor for Hg contamination in Cirebon waters. The objectives of this study were (1) to estimate the source of Hg heavy metal contaminants in Cirebon coastal waters; (2) to analyze the level of Hg accumulation in sediments and Anadara granosa as bioindicator; (3) determine the contaminant status of heavy metal Hg in Cirebon coastal waters. There are three research sites further divided into nine sampling points: Bondet, Sukalila, and Kejawanan. Water quality parameters were measured in situ using the Horiba U50, while Surface sediment samples were collected from 1–6 m depth. Heavy metal Hg concentration measured for sediment and shellfish samples. Finally, proton chemical shear analyses (1H NMR) was conducted for Anadara granosa to evaluated existing metabolite biomarkers. The results of in situ chemical-physical parameters in Cirebon waters such as surface temperature ranges from 31.09–32.30 oC, salinity 26.4–30.10 ppt, pH 7.66–8.56, and DO 4.50–6.87 mg/L. Lower salinity, pH and DO levels were found in Bondet beach waters, with an increasing tren influence towards Sukalila and Kejawanan. Low salinity and pH in Bondet showed that the tren of freshwater from Bondet river. The higher percentage of C-organic in Bondet sediments was in accordance with lower DO levels compared to Sukalila and Kejawanan, related to the high activity of organic matter decomposition. Sediment grains in Cirebon waters, in were dominated by silt and clay. This type of fine-grain fraction indicated that the current fluctuation in Cirebon waters is relatively weak and has low energy. The highest concentration of Hg sediment was found in Bondet (x̄ 59.57 µg/kg–bk) and tended to decrease in Sukalila (x̄ 51.86 µg/kg–bk), and Kejawanan (x̄ 38.32 µg/kg–bk). Analysis of Hg in Anadara granosa showed that contamination in shellfish, with the highest Hg concentration in Bondet Beach (x̄ 33.29 µg/kg–bk), thus decreased in Sukalila (x̄ 27.80 µg/kg–bk) and Kejawanan (x̄ 26.19 µg/kg–bk). The accumulation of Hg in Anadara granosa shellfish causes an effect on the shellfish metabolites, which is shown by the metabolic biomarkers. Metabolomic NMR analysis of the TCA extract of Anadara granosa samples showed that an increase of Hg accumulation caused an escalation of acetoacetate, glucose, succinate, betaine, glutamate, and taurine compounds. On the contrary, the increase of Hg will also be affected by the decreasing of uracil, inosine, fumarate, homarine, tyrosine, glutamine, and alanine compounds. It revealed the accumulation of Hg in the sediments and Anadara shellfish of Cirebon waters was below environmental quality threshold, despite gradual increase in Hg accumulation from the Kejawanan and Sukalila towards Bondet. Low concentration of Hg both in the sediment and in Anadara granosa showed that the sediment status of Cirebon waters is still classified as ecologically safe.

Key words: Anadara granosa, biomarker, Cirebon waters, heavy metal, mercury (Hg), metabolomics, sediment.