Kelimpahan Mikroplastik dan Respon Aktivitas Enzim Biomarker Stress Oksidatif Terhadap Polyvinyl Chloride (PVC) Pada Gastropoda Telescopium telescopium dari Perairan Tambak Kabupaten Pasuruan

Supriatna, Iman and Prof. Ir. Yenny Risjani, DEA, Ph.D and Andi Kurniawan, S.Pi, M.Eng. D.Sc. and Defri Yona, S.Pi., M.Sc.stud., D.Sc (2024) Kelimpahan Mikroplastik dan Respon Aktivitas Enzim Biomarker Stress Oksidatif Terhadap Polyvinyl Chloride (PVC) Pada Gastropoda Telescopium telescopium dari Perairan Tambak Kabupaten Pasuruan. Doktor thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Mikroplastik yang bersumber dari kegatan industri dan rumah tangga telah terdistribusi pada kolom perairan umum laut, estuaria maupun perairan tawar dan dikhawatirkan dapat berdampak terhadap spesies perairan budidaya. Berdasarkan hasil studi disebutkan bahwa telah banyak perairan dan spesies akuatik yang terpapar mikroplastik termasuk pada biota di perairan budidaya. Seyogyanya kegiatan budidaya tambak air payau sangat bergantung pada sumber air dari pantai dan estuaria yang juga tidak luput dari pencemaran mikroplastik dan pada akhirnya dapat terakumulasi (konsentrasi, bentuk, tipe) pada media air, sedimen, dan mungkin saja pada organisme di perairan budidaya yang dapat menimbulkan kerusakan jaringan dan terjadinya stress oksidatif. Penelitian ini menyelidiki kelimpahan dan karakteristik mikroplastik di kawasan tambak di Pasuruan, Jawa Timur, Indonesia. Tujuan utama penelitian adalah mengidentifikasi mikroplastik di air permukaan, sedimen, dan pada organisme T. telescopium (Gastropoda). Penelitian ini juga menguji tingkat akumulasi mikroplastik PVC, dampak histopatologi, dan respon aktivitas biomarker stres oksidatif pada T. telescopium melalui percobaan laboratorium. dengan menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) dengan empat perlakuan konsentrasi mikroplastik PVC (kontrol, 4 mg/L, 40 mg/L, 400 mg/L) dalam tiga ulangan menggunakan akuarium yang masing-masing berisi 10 individu T. telescopium. Sampel dianalisis setelah 4 dan 28 hari paparan. Hasil penelitian menunjukkan rata-rata kelimpahan mikroplastik pada ketiga kategori lokasi adalah 33,87±8,95, 21,73±10,28, dan 3,77±1,90 partikel/L pada sampel air permukaan, 404,43±101,18, 328,88±98,8, dan 317,77±100,07 partikel/kg berat kering (bk) pada sedimen dan 5,7±5,03, 5,8±5,27, dan 4,4±3,86 partikel/individu atau 0,8±0,7, 0,8±0,8, dan 0,63±0,51 partikel/g berat basah (bb) pada T. telescopium. Bentuk yang ditemukan berupa fragmen, fiber, film, dan pellet, sedangkan warna dominan adalah hitam, kemudian biru, merah, dan putih, serta jumlah terbanyak berukuran <300 µm. Selanjutnya jenis polimer yang teridentifikasi adalah Low-Density Polyethylene (LDPE), Ethylene Vinyl Acetate (EVA), Latex, High-Density Polyethylene (HDPE), Polypropylene (PP), Polyvinyl Chloride (PVC), Polycarbonate, dan Polystyrene (PS). Prevalensi jumlah mikroplastik pada T. telescopium berhubungan erat dengan keadaan lingkungan habitatnya yang telah terkontaminasi mikroplastik, sehingga dapat digunakan sebagai indikator paparan mikroplastik di perairan budidaya tambak. Hasil percobaan di laboratorium menunjukkan akumulasi PVC pada T. telescopium ratarata jumlah akumulasi pada setiap perlakuan (4, 40, 400) mg/L pada hari ke 4 adalah (48 ± 25; 98 ± 19; 199 ± 73) µg/L; dan hari ke 28 (61 ± 24; 92 ± 28; 209 ± 77) µg/L. Analisis histopatologi secara semikualitatif dengan memberikan penilaian kerusakan sel kelenjar pencernaan T. telescopium diperoleh rata-rata total nilai indeks histopatologi (IH) pada perlakuan kontrol, konsentrasi 4 mg/L, 40 mg/L dan 400 mg/L PVC masing-masing adalah 34,5 ± 0,707; 66 ± 21,213; 87,5 ± 16,263 dan 116,5 ± 10,607. Terlihat bahwa total IH cenderung naik seiring dengan peningkatan konsentrasi maupun waktu paparan mikroplastik PVC. Tingkat kerusakan histopatologi pada masing-masing perlakuan berdasarkan periode waktu dan konsentrasi paparan mikroplastik PVC rata-rata berada pada kategori kerusakan rendah sampai sedang. Sedangkan respon aktivitas enzimatik biomarker stress oksidatif pada T. telescopium setelah terpapar mikroplastik PVC yang ditunjukkan dengan kadar SOD, CAT dan GPx menunjukkan adanya peningkatan terutama pada konsentrasi 400 mg/L, sedangkan pada konsentrasi yang lebih rendah (4 dan 40 mg/L) cenderung melandai setelah paparan hari ke-28. Secara keseluruhan hasil penelitian yang didapat menunjukkan bahwa limbah mikroplastik telah memasuki kawasan budidaya tambak dan terakumulasi pada salah satu spesies yang diamati yaitu keong mangrove T. telescopium. Tentu hal ini dikhawatirkan dapat terakumulasi pada komoditas budidaya sehingga dapat mengancam keamanan pangan dan kesehatan manusia. Oleh karena itu, diperlukan upaya pengelolaan yang lebih baik dan standar pengukuran yang jelas untuk mengurangi dampak negatif mikroplastik di lingkungan perairan budidaya. Walaupun berdasarkan uji di laboratorium, T. telescopium dapat bertahan hidup selama masa pengamatan 28 hari, namun secara histopatologi dan aktivitas enzim SOD, CAT, dan GPx menunjukkan adanya tanda-tanda kerusakan rendah sampai sedang pada kelenjar pencernaannya serta menyebabkan tanda munculnya stress oksidatif terutama pada konsentrasi tinggi. Berdasarkan hal tersebut, spesies gastropoda T. telescopium dapat digunakan indikator dan agen biomonitoring mikroplastik di perairan budidaya tambak.

English Abstract

Microplastics originating from industrial and household activities are widely distributed throughout seas, estuaries, and freshwater bodies, posing potential threats to aquaculture species. This study reveals that these microplastics have affected various aquatic ecosystems, including those used for brackish water pond cultivation, which often source water from beaches and estuaries, known to contain microplastic pollution. Consequently, microplastics can accumulate (in terms of concentration, shape, and type) in water, sediments, and possibly organisms within aquaculture environments, leading to tissue damage and oxidative stress. This research investigated the abundance and characteristics of microplastics in pond areas in Pasuruan, East Java, Indonesia. The primary objective was to identify microplastics in surface water, sediment, and in the gastropod organism T. telescopium. Laboratory experiments were conducted using a completely randomized design (CRD) with four PVC microplastic concentration treatments (control, 4 mg/L, 40 mg/L, 400 mg/L), each replicated three times with 10 T. telescopium individuals per aquarium. Samples were analyzed after exposure periods of 4 and 28 days. Results indicated average microplastic abundances in surface water samples of 33.87 ± 8.95, 21.73 ± 10.28, and 3.77 ± 1.90 particles/L, sediment samples of 404.43 ± 101.18, 328.88 ± 98.8, and 317.77 ± 100.07 particles/kg dry weight, and in T. telescopium of 5.7 ± 5.03, 5.8 ± 5.27, and 4.4 ± 3.86 particles/individual or 0.8 ± 0.7, 0.8 ± 0.8, and 0.63 ± 0.51 particles/g wet weight. The identified forms included fragments, fibers, films, and pellets, predominantly black, followed by blue, red, and white, with sizes mostly <300 µm. Polymer types detected included Low-Density Polyethylene (LDPE), Ethylene Vinyl Acetate (EVA), Latex, High-Density Polyethylene (HDPE), Polypropylene (PP), Polyvinyl Chloride (PVC), Polycarbonate, and Polystyrene (PS). The prevalence of microplastics in T. telescopium reflects the contaminated environmental conditions of its habitat, suggesting its potential use as an indicator species for microplastic exposure in pond cultivation waters. Laboratory experiments demonstrated PVC microplastic accumulation in T. telescopium, with average accumulations for each treatment (4, 40, 400 mg/L) on day 4 (48 ± 25, 98 ± 19, 199 ± 73 µg/L) and day 28 (61 ± 24, 92 ± 28, 209 ± 77 µg/L). Semiquantitative histopathological analysis of T. telescopium digestive gland cells indicated increasing histopathological indices (IH) with PVC concentration and exposure time: control treatment (34.5 ± 0.707), 4 mg/L (66 ± 21.213), 40 mg/L (87.5 ± 16.263), and 400 mg/L (116.5 ± 10.607). Histopathological damage ranged from low to moderate across treatments and exposure periods. Furthermore, oxidative stress biomarker enzyme activities (SOD, CAT, GPx) in T. telescopium increased, particularly at 400 mg/L concentration, with a decreasing trend observed at lower concentrations (4 and 40 mg/L) after 28 days of exposure. Overall, these findings demonstrate the presence and potential impact of microplastics in pond cultivation environments, highlighting the need for effective management strategies and clear regulatory standards to mitigate their adverse effects on food security and human health. Despite surviving the 28-day observation period in laboratory conditions, T. telescopium exhibited signs of low to moderate digestive gland damage and oxidative stress, particularly at higher concentrations. Thus, T. telescopium shows promise as an indicator species for monitoring microplastics in pond cultivation waters.

Item Type:	Thesis (Doktor)
Identification Number:	0624080002
Uncontrolled Keywords:	Telescopium, mikroplastik, polyvinyl chloride, histopatologi, biomarker stres oksidatif-Telescopium, microplastics, polyvinyl chloride, histopathology, oxidative stress biomarkers
Divisions:	S2/S3 > Doktor Ilmu Perikanan dan Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan
Depositing User:	Sugeng Moelyono
Date Deposited:	25 Jul 2024 01:33
Last Modified:	25 Jul 2024 01:33
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/224734

Text (DALAM MASA EMBARGO) Iman Supriatna.pdf Restricted to Registered users only Download (4MB)

Actions (login required)

View Item