KADAR KADMIUM DAN METALLOTHIONEIN PADA INSANG IKAN NILA (Oreochromis niloticus) YANG DIPAPAR KADMIUM DENGAN SALINITAS BERBEDA TESIS

Transkripsi

1 KADAR KADMIUM DAN METALLOTHIONEIN PADA INSANG IKAN NILA (Oreochromis niloticus) YANG DIPAPAR KADMIUM DENGAN SALINITAS BERBEDA TESIS untuk memenuhi sebagian syarat mencapai gelar akademik Magister Sains (M.Si) LISDA NURSANTI NIM Program Studi Magister Biologi Departemen Biologi Fakultas Sains Dan Teknologi Universitas Airlangga Surabaya Januari 2016 i

2 TESIS KADAR KADMIUM DAN METALLOTHIONEIN PADA INSANG IKAN NILA (Oreochromis niloticus) YANG DIPAPAR KADMIUM DENGAN SALINITAS BERBEDA Yang dipersiapkan dan disusun oleh LISDA NURSANTI NIM Telah dipertahankan di depan dewan penguji Pada tanggal 19 Januari 2016 Susunan Dewan Penguji Pembimbing Utama Penguji I Prof. Dr. Ir. Agoes Soegianto, DEA Dr. Alfiah Hayati, M.Kes NIP NIP Pembimbing Pendamping Penguji II Prof. Dr. Bambang Irawan, M.Sc Dr. Dwi Winarni, M.Si NIP NIP Penguji III Sugiharto, S.Si, M.Si NIP Tesis ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan Untuk memperoleh gelar Magister Sains Tanggal 19 Februari 2016 Ketua Departemen Biologi Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga Ketua Program Studi Magister Biologi Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga Dr. Sucipto Hariyanto, DEA Dr. Sri Puji Astuti W., M.Si NIP NIP ii

3 iii

4 KATA PENGANTAR Alkhamdulillahirobbil alamiin, penulis panjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, taufiq, dan hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis dengan judul Kadar Kadmium dan Metallothionein pada Insang Ikan Nila (Oreochromis niloticus) yang Dipapar Kadmium dengan Salinitas Berbeda. Tesis ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan untuk memperoleh gelar Magister Sains (M.Si.) di Program Studi Magister Biologi Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga Surabaya. Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada : 1. Bapak Prof. Dr. Ir. Agoes Soegianto, DEA selaku pembimbing dan penguji I, yang telah meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, petunjuk, semangat, saran serta koreksi meskipun dengan kesibukan tugas dan jadwal yang sangat padat sehingga penulisan tesis ini dapat terselesaikan. 2. Bapak Prof. Dr. Bambang Irawan, M.Sc selaku pembimbing dan penguji II, yang telah meluangkan waktu ditengah kesibukan tugas dan jadwal yang padat untuk memberikan bimbingan, petunjuk dan masukan, serta koreksi sehingga menyempurnakan penulisan tesis ini. 3. Ibu Dr. Alfiah Hayati, M.Kes., selaku penguji III, atas masukan dan saran untuk perbaikan tesis ini. 4. Ibu Dr. Dwi Winarni, M.Si., selaku penguji IV, atas masukan dan saran untuk perbaikan tesis ini. 5. Bapak Sugiharto, S.Si., M.Si., selaku penguji V, atas masukan dan saran untuk perbaikan tesis ini. 6. Ibu Dr. Y. Sri Wulan Manuhara, M.Si., selaku dosen wali atas segala bantuan, saran, dan masukan selama perkuliahan. 7. Ibu Dr. Sri Puji Astuti W, M.Si., selaku Ketua Program Studi Magister Biologi Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga, atas segala bantuan selama perkuliahan. iv

5 8. Bapak Dr. Sucipto Hariyanto, DEA., Ketua Departemen Biologi Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga atas segala bantuan kemudahan administrasi selama perkuliahan. 9. Segenap Bapak Ibu dosen di Program Studi Magister Biologi yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, yang telah memberikan pencerahan dan mengajarkan banyak hal terkait disiplin ilmu biologi yang penulis pelajari. 10. Ibu dr. Ardani Galih Prakosa, M.Biomed., selaku Kepala Laboratorium Ilmu Faal Fakultas Kedokteran Universitas Brawijaya dan Haris Krido Winoto, Amd serta Risky Choirul Kusumawati atas segala bantuan fasilitas dalam pengujian kadar metallothionein. 11. Ibu Dwi Endah Puspitasari, S.Si., Apt,. Selaku manajer BBLK dan Ibu Yuniasri, S.Si yang telah memberikan kemudahan dalam penggunaan fasilitas pengujian kadar kadmium. 12. Ayah dan Ibunda tercinta, atas kasih sayang, restu dan doa yang tiada pernah berhenti bagai air mengalir. 13. Suami dan kedua putriku tercinta atas semua perhatian, pengertian dan dukungannya sehingga tesis ini dapat terselesaikan. 14. Rekan-rekan semua Program Studi Magister Biologi yang telah memberi dorongan dan semangat dalam menyelesaikan tesis ini. Kepada mereka semua, semoga Allah SWT senantiasa memberikan balasan pahala yang tiada putus atas semua ilmu dan amal baik yang diberikan. Besar harapan penulis mudah-mudahan tesis ini nantinya dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan. Surabaya, Januari 2016 Penulis v

6 DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN... ii HALAMAN PERNYATAAN... iii KATA PENGANTAR... iv DAFTAR ISI... vi DAFTAR TABEL... viii DAFTAR GAMBAR... ix DAFTAR LAMPIRAN... x ABSTRAK... xi ABSTRACT... xii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 6 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Ikan Nila (Oreochromis niloticus) Logam Berat Kadmium Salinitas Protein Metallothionein Kualitas Air Kerangka Konsep Penelitian Hipotesis 21 BAB III METODE PENELITIAN Tempat dan Waktu Penelitian Bahan dan Peralatan Penelitian Bahan Penelitian Peralatan Penelitian Rancangan Penelitian Variabel penelitian Definisi Operasional Variabel Cara kerja (Alur Penelitian) Tahapan penelitian 28 vi

7 Persiapan Penelitian Pelaksanaan Penelitian Pengumpulan Data Analisis Data. 33 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Kondisi Fisik-Kimia Lingkungan Kadar Kadmium Insang Ikan Nila Kadar Metallothionein Insang Ikan Nila Korelasi dan Besarnya Pengaruh Kadar Kadmium terhadap 46 Kadar Metallothionein Insang Ikan Nila (Oreochromis niloticus) Hubungan Linier Kadar Kadmium Media terhadap Kadar Metallothionein Insang Ikan Nila (Oreochromis niloticus).. 50 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vii

8 DAFTAR TABEL Tabel Halaman 1. Standar Baku Mutu Air terhadap Logam Berat Unit Perlakuan Penelitian Rerata Hasil Pengukuran Kualitas Air (suhu, ph, DO) perlakuan setiap 24 jam.. 35 viii

9 DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman 1. Morfologi Ikan Nila (Oreochromis niloticus) 8 2. Struktur Insang Ikan 9 3. Kerangka Konseptual Diagram Alur Penelitian 5. Diagram perbandingan kadar kadmium di insang ikan nila dengan kadar kadmium media pada salinitas 0 (A), 5 (B), 10 (C), dan 15 (D) Diagram perbandingan kadar kadmium di insang ikan nila dengan salinitas pada kadmium media 0 mg/l Grafik perbandingan kadar kadmium di insang ikan nila dengan kadar kadmium media pada salinitas 0 (A), 5 (B), 10 (C), dan 15 (D) Diagram perbandingan kadar metallothionein (MT) di insang ikan nila dengan kadar kadmium media pada salinitas 0 (A), 5 (B), 10 (C), dan 15 (D) Bentuk pengikatan protein metallothionein terhadap logam berat kadmium Grafik persamaan regresi kadar metallothionein (MT) di insang ikan nila terhadap kadmium media 0 mg/l, 2,5 mg/l, dan 5,0 mg/l pada salinitas 0 (A), 5 (B), 10 (C), dan 15 (D) Grafik hubungan salinitas terhadap besarnya pengaruh kadar kadmium media terhadap kadar metallothionein (MT) insang ikan nila (R 2 ) ix

10 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran Halaman 1. Ringkasan L Data panjang ikan nila yang digunakan dalam penelitian.. L Metode pembuatan media perlakuan. L Perhitungan pemberian kadar kadmium pada media uji. L Data kualitas fisika-kimia media uji... L Data pengukuran kadar kadmium pada insang ikan nila (O. niloticus).. L Data pengukuran kadar kadmium pada insang ikan nila (O. niloticus) L Analisis statistik data kadar kadmium dan kadar metallothionein (MT) pada insang ikan nila (Oreochromis niloticus)... L Analisis statistik data korelasi dan regresi kadar kadmium media terhadap kadar metallothionein pada insang ikan nila (Oreochromis niloticus)... L Bahan penelitian... L Alat penelitian.. L-27 x

11 Lisda Nursanti.2016, Cadmium Levels and Metallothionein at Gills of Tilapia (Oreochromis niloticus) Exposed Cadmium with Different Salinity Under the guidance of Prof. Dr. Ir. Agoes Soegianto, DEA and Prof. Dr. Bambang Irawan, M.Sc. Department of Biology, Faculty of Science and Technology. Airlangga University. Surabaya ABSTRACT The purpose of this study to determine the levels of cadmium and metallothionein (MT) on the gills of Tilapia due to exposure to cadmium with different salinity. It also determine the correlation and the influence of media cadmium levels on levels of MT gills of Tilapia. Concentration media cadmium levels used in this study is 0 mg/l, 2.5 mg/l and 5 mg/l with a salinity of 0, 5, 10 and 15. So we get 12 units of treatment. Exposure done for 7 days. Testing levels of cadmium gills by using Atomic Absorption Spectrophotometry (AAS), test levels of metallothionein gills of fish with the method Enzyme Linked Immunosprbent Assay (Elisa). The test results were analyzed by one-way Anova (α = 0.05) and continued with Duncan test. The results showed cadmium levels gills of Tilapia after being exposed to cadmium at levels of 0 mg/l, 2.5 mg/l and 5 mg/l in the salinity of 0 respectively 0,031mg/kg; mg/kg ; mg/kg. Salinity of 5 levels of cadmium gills of Tilapia by 0,046 mg/kg; mg/kg; mg/kg. Salinity of 10 levels of cadmium gills of Tilapia by 0,035 mg/kg ; mg/kg; 0,040 mg/kg. And salinity of 15 Tilapia gills cadmium levels of mg/kg; 0,033 mg/kg; mg/kg. The higher the salinity, the cadmium levels Tilapia gills of the lower means the provision of cadmium in high salinity media with no significant effect on levels of cadmium in the gills of Tilapia. While the levels of MT gills of Tilapia showed the salinity of 0 amounted to µg/kg; µg/kg; µg/kg. Salinity of 5 levels on MT gills of Tilapia obtained µg/kg; µg/kg; µg/kg. Salinity of 10 levels on MT gills of Tilapia at µg/kg; µg/kg; µg/kg. Salinity of 15 levels on MT gills of Tilapia at µg/kg; µg/kg; µg/kg. The higher the levels of cadmium MT increases. Correlation media cadmium levels on levels of MT showed a strong correlation to the salinity of 0, 5 and 10, while the salinity of 15 showed weak correlations. Besides salinity of 0, 5 and 10 showed a linear relationship while 15 indicates the relationship is not linear. Keywords: Cadmium, concentration, correlation, metallothionein, Oreochromis niloticus, salinity xi

12 Lisda Nursanti. 2016, Kadar Kadmium dan Metallothionein Pada Insang Ikan Nila (Oreochromis niloticus) Yang Dipapar Kadmium Dengan Salinitas Berbeda Tesis ini dibawah bimbingan: Prof. Dr. Ir. Agoes Soegianto, DEA dan Prof. Dr. Bambang Irawan, M.Sc. Departemen Biologi, Fakultas Sains dan Teknologi. Universitas Airlangga. Surabaya ABSTRAK Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui kadar kadmium dan metallothionein (MT) di insang ikan nila akibat paparan kadmium dengan salinitas berbeda. Selain itu juga mengetahui korelasi dan besarnya pengaruh kadar kadmium media terhadap kadar MT insang ikan nila. Konsentrasi/kadar kadmium media yang digunakan dalam penelitian ini adalah 0 mg/l, 2,5 mg/l, dan 5 mg/l dengan salinitas 0, 5, 10, dan 15. Sehingga didapatkan 12 unit perlakuan. Pemaparan dilakukan selama 7 hari. Pengujian kadar kadmium insang dengan menggunakan Atomic Absorption Spectrophotometry (AAS), uji kadar metallothionein insang ikan dengan metode Enzyme Linked Immunosorbent Assay (ELISA). Hasil pengujian dianalisis dengan Anava satu arah (α = 0,05) dan dilanjutkan dengan uji Duncan. Hasil penelitian menunjukkan kadar kadmium insang ikan nila setelah dipapar kadmium dengan kadar 0 mg/l, 2,5 mg/l, dan 5 mg/l pada salinitas 0 berturut-turut 0,031 mg/kg; 0,069 mg/kg; 0,077 mg/kg. Salinitas 5 kadar kadmium insang ikan nila sebesar 0,046 mg/kg; 0,053 mg/kg; 0,058 mg/kg. Salinitas 10 kadar kadmium insang ikan nila sebesar 0,035 mg/kg; 0,039 mg/kg ; 0,040 mg/kg. Dan salinitas 15 kadar kadmium insang ikan nila sebesar 0,028 mg/kg ; 0,033 mg/kg ; 0,035 mg/kg. Semakin tinggi salinitas maka kadar kadmium insang ikan nila semakin rendah artinya pemberian kadmium pada media dengan salinitas tinggi tidak memberikan pengaruh yang nyata pada kadar kadmium di insang ikan nila. Sedangkan kadar MT insang ikan nila menunjukkan pada salinitas 0 sebesar 519,67 µg/kg; 1589,67 µg/kg ; 2029,67 µg/kg. Pada salinitas 5 kadar MT insang ikan nila didapatkan 713,0 µg/kg; 1496,33 µg/kg; 1624,67 µg/kg. Salinitas 10 kadar MT insang ikan nila sebesar 631,33 µg/kg; 1266,33 µg/kg; 1484,67 µg/kg. Dan salinitas15 kadar MT insang ikan nila sebesar 948,0 µg/kg; 1323,0 µg/kg; 1271,33 µg/kg. Semakin tinggi kadmium maka kadar MT meningkat. Korelasi kadar kadmium media terhadap kadar MT menunjukkan korelasi kuat pada salinitas 0, 5, dan 10, sedangkan salinitas 15 menunjukkan korelasi lemah. Selain itu salinitas 0,5, dan 10 menunjukkan hubungan linier sedangkan 15 menunjukkan hubungan tidak linier. Kata kunci: kadar, kadmium, korelasi, metallothionein, Oreochromis niloticus, salinitas. xii