Merkuri (Hg) dianggap sebagai salah satu polutan paling berbahaya yang mengancam ekosistem perairan. Hal ini disebabkan potensi neurotoksisitas terhadap ikan, satwa liar, dan manusia. Hg masuk ke lingkungan sebagai akibat dari pelapukan batuan alam atau aktivitas vulkanik. Namun demikian, aktivitas manusialah yang menjadi penyumbang utama merkuri di lingkungan. Fenomena tersebut di atas merupakan akibat dari proses pembakaran batu bara untuk pembangkitan listrik dan pelepasan limbah industri. Di sebagian besar lingkungan perairan, Hg terutama diendapkan dari atmosfer. Menurut Badan Perlindungan Lingkungan Amerika Serikat (USEPA), sumber merkuri terbesar di atmosfer adalah emisi dari pembangkit listrik tenaga batu bara. Hg terdapat secara alami pada konsentrasi yang sangat rendah dalam air. Umumnya, air tawar yang tidak terkontaminasi memiliki kadar total Hg 5 hingga 20 ng/L, sedangkan air yang terkontaminasi dapat mengandung hingga 0,5 µg/L Hg. Konsentrasi Hg dalam air sungai dekat penambangan emas yang tidak diatur adalah antara 12,7 dan 13,6 µg/L. Di sebagian besar perairan permukaan, kadar Hg biasanya terlalu rendah untuk memiliki efek buruk langsung pada ikan dewasa ataupun tahap awal kehidupan ikan yang lebih sensitif. Toksisitas akut Hg terhadap spesies ikan bervariasi, dengan 30 µg/L untuk ikan guppy Lebistes reticulatus, 580 µg/L untuk Mozambique tilapia Orechromis mossambicus, 327 µg/L untuk perch Percocypris pingi, 220 – 1220 µg/L untuk ikan nila Oreochromis niloticus, 606 µg/L untuk ikan nila Anabas testudineus, dan 900 µg/L untuk ikan mas Cyprinus carpio.

Bioavailabilitas Hg pada ikan teleostei bergantung pada konsentrasi kimiawi lingkungan sekitarnya secara keseluruhan, yang meliputi pH, salinitas, kekerasan, hidrofobisitas, dan interaksi logam dengan ligan biotik dan abiotik, serta kemampuan ikan untuk menyerap berbagai Hg. terbentuk pada insang, kulit, dan sistem pencernaan. Akumulasi Hg dapat merusak sistem kekebalan ikan, sistem pernapasan dan kardiovaskular, organ reproduksi, sistem pencernaan dan sistem ekskresi, sistem darah, dan aktivitas enzimatik.

Sejauh pengetahuan saat ini diperhatikan, terdapat kekurangan studi ilmiah tentang dampak Hg pada keadaan kesetimbangan asam-basa pada ikan. Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa logam berat tertentu, termasuk Zn, Cu, Pb, dan Cd, berpotensi mempengaruhi parameter asam-basa dari berbagai spesies ikan, misalnya ikan rainbow trout (Salmo gairdneri), cod (Gadus morhua), mullet groovy (Liza dumerili), dan tilapia O. niloticus. Huang dan Chen mengamati bahwa berbagai jenis polusi anorganik, termasuk nitrit, menyebabkan peningkatan kadar nitrit dalam aliran darah, methemoglobin, serta tekanan parsial oksigen (pO₂) di Anguilla anguilla, umumnya dikenal sebagai belut Eropa. Selain itu, korelasi negatif diamati antara konsentrasi nitrit dalam media dan pH darah, pCO₂, dan HCO₃. Chen dan Lee mengamati bahwa udang galah Macrobrachium rosenbergii menunjukkan peningkatan hemolimf pO₂ dan ekskresi amonia, bersama dengan penurunan pH hemolimf, setelah paparan nitrit. Paparan logam berat dan polutan lainnya telah diamati menyebabkan perubahan keseimbangan asam-basa dan berbagai parameter hematologi. Fenomena ini ditandai dengan rangkaian kejadian yang cepat, dimana kerusakan insang diperkirakan menjadi penyebab hipoksemia, yang menyebabkan hipoksia jaringan dan kombinasi asidosis yang dihasilkan, yang pada akhirnya terbukti fatal.

Dapat diamati bahwa hewan menghasilkan jumlah karbon dioksida yang sebanding dengan oksigen yang mereka konsumsi selama proses metabolisme. Darah berfungsi membawa oksigen dari lingkungan luar ke jaringan tubuh, sedangkan jaringan melepaskan karbon dioksida, yang selanjutnya diangkut oleh darah kembali ke lingkungan luar. Hemoglobin (Hb) merupakan komponen penting dari sel darah merah (RBC) dan memfasilitasi transportasi O₂ dan CO₂ dalam darah semua vertebrata. Proses kompensasi asam-basa pada ikan terutama bergantung pada transfer langsung H⁺ dan HCO₃^– melalui insang sebagai pengganti Na⁺ dan Cl^–. Akibatnya, pengaturan asam-basa pada ikan sangat erat kaitannya dengan pengaturan ion. Akibatnya, pemeliharaan keseimbangan ionik dan osmotik pada ikan memerlukan pengaturan aliran transportasi NaCl melintasi insang. Carbonic anhydrase (CA) bertanggung jawab untuk mengatur ekskresi CO₂, regulasi ionik, dan keseimbangan asam-basa. Banyak penyelidikan in vitro menunjukkan bahwa aktivitas CA ikan dihambat oleh logam berat. Meskipun demikian, terdapat kelangkaan investigasi in vivo mengenai dampak Hg pada CA ikan. Akibatnya, dampak Hg pada enzim karbonat anhidrase yang ditemukan pada ikan akan menjadi fokus dari penelitian ini.

Oreochromis niloticus merupakan salah satu jenis ikan bernilai ekonomis, khususnya di Indonesia. Tilapia banyak dibudidayakan di tambak yang mendapatkan airnya dari sungai terdekat. Sementara itu, ada banyak kegiatan pertanian, industri, dan pemukiman di sepanjang sungai. Dengan demikian, spesies akuakultur yang bergantung pada air sungai sebagai suplai sumber daya utama mereka terkena dampak limbah, termasuk logam berat, yang mengalir ke sungai dari aktivitas tersebut. Biasanya, spesies ini bereaksi cepat terhadap perubahan lingkungan, dan dapat mengakumulasi Hg dari lingkungan. Dampak potensial Hg pada nila menjadi perhatian yang signifikan, karena spesies ini biasanya dibudidayakan di lingkungan air tawar yang terus-menerus tercemar oleh logam yang berasal dari sumber antropogenik. Investigasi ini bertujuan untuk menganalisis dampak eksposisi Hg sub-mematikan pada osmoregulasi, kandungan gas darah, karakteristik hematologi, serta CA insang O. niloticus selama empat dan lima belas hari.

Penelitian ini dilakukan melalui percobaan laboratorium. Studi tersebut melibatkan paparan ikan dengan konsentrasi sublethal Hg pada level 0,06 dan 0,6 mg/L selama durasi 4 dan 15 hari. Setelah selesai uji toksisitas, spesimen ikan diambil dari masing-masing kelompok uji untuk tujuan menganalisis konsentrasi Hg dan karbonat anhidrase (CA) yang ada di insang, serta parameter osmoregulasi, asam-basa, dan hematologi. Hasil menunjukkan bahwa hanya ikan yang diberi konsentrasi 0,6 mg/L Hg selama 15 hari menunjukkan konsentrasi Hg yang lebih tinggi di insangnya dibandingkan dengan kelompok kontrol. Penghambatan respirasi oleh Hg diamati sebagai hasil dari pembentukan asidosis metabolik, penurunan CA insang, penurunan pO₂, serta penurunan osmolalitas plasma, Cl^–, Na⁺, dan K⁺. Kadar sel darah merah, hemoglobin, dan hematokrit menunjukkan penurunan hanya pada konsentrasi 0,6 mg/L selama 15 hari. Kerusakan yang disebutkan sebelumnya berpotensi membatasi kapasitas ikan untuk memasok oksigen secara memadai ke sel mereka, sehingga mengurangi kinerja secara keseluruhan.

Disusun oleh: Agoes Soegianto

Telah dimuat dalam jurnal: Emerging Contaminants 9 (2023) 100244

Website paper: https://doi.org/10.1016/j.emcon.2023.100244