Potensi ikan sebagai bioindikator bagi pencemaran logam

Oleh : Dr Nor Shahirul Umirah binti Idris
Fakulti Sains Bumi, Universiti Malaysia Kelantan

Dr. Nor Shahirul Umirah Idris adalah pensyarah kanan di Fakulti Sains Bumi, Universiti Malaysia Kelantan Kampus Jeli. Beliau merupakan Ahli Jawatankuasa Sustainable Environment and Conservation Cluster (SEC), kluster penyelidikan Universiti Malaysia Kelantan. Kajian beliau lebih menjurus ke arah pemantauan dan pemonitoran persekitaran melibatkan penumpukan logam dalam air, sedimen dan hidupan akuatik.

Di Malaysia, pencemaran unsur logam melibatkan spesis biotik terutamanya ikan adalah semakin meningkat dari hari ke hari. Namun begitu, data dan kajian melibatkan penumpukan logam dalam ikan adalah masih berada pada tahap yang rendah. Penyelidikan mengenai pencemaran logam melibatkan ikan bermula seawal tahun 1979 oleh Babji et al. di Malaysia Barat. Beberapa penyelidikan telah menunjukkan terdapat kadar peningkatan logam dalam ikan setiap tahun. Kajian terdahulu telah membuktikan bahawa ikan berupaya menumpuk logam pada kadar yang lebih tinggi berbanding kepekatan logam dalam air dan sedimen. Ini adalah kerana, ikan berupaya menumpuk logam dalam tisu dan organnya daripada persekitaran dan menerusi diet pemakanan. Selain daripada itu, pemonitoran logam dalam ikan juga dapat memberikan maklumat ringkas mengenai status kualiti air.

Maklumat mengenai kepekatan logam dalam spesis biotik terutamanya ikan adalah sangat penting kerana peranan yang di mainkan sebagai indikator semulajadi. Penumpukan logam dalam ikan adalah secara penyerapan dari air melalui insang dan kulit mereka, dan juga melalui pengambilan zarah makanan dan bukan makanan. Oleh itu, kepekatan logam dalam air, sedimen dan makanan ikan adalah faktor penting yang mempengaruhi kadar penumpukan logam dalam tisu ikan. Unsur logam ini akan memasuki aliran darah ikan dan menumpuk ke dalam tisu dan organ sasaran. Unsur ini kemudiannya akan melalui proses transformasi secara biologi di dalam organ hati dan seterusnya akan di singkirkan ke persekitaran melalui rantaian makanan. Oleh yang demikian, kepekatan unsur logam di persekitaran adalah merupakan penunjuk utama potensi risiko kepada manusia. Risiko ini akan berada pada tahap yang membimbangkan apabila kepekatan logam dalam ikan yang terkontaminasi adalah melebihi tahap pengambilan yang dibenarkan.

Ikan bukan sahaja merupakan diet penting bagi manusia kerana nilai nutrisinya malah juga merupakan bioindikator yang bagus dalam penilaian pencemaran unsur logam dalam persekitaran akuatik. Kepekatan unsur logam dalam tisu ikan adalah secara langsung dan tidak langsung di pengaruhi oleh faktor biotik dan abiotik. Faktor persekitaran seperti suhu, pH, dan kealkalian adalah faktor yang mempengaruhi kadar bioakumulasi logam. Selain daripada itu, faktor ini juga bergantung kepada jenis pencemar, lokasi persampelan, ciri fisiologi, dan ciri ekologi spesifik seperti tabiat pemakanan, umur, saiz dan paras trophic.

Ikan merupakan bioindikator yang sesuai digunakan dalam pemantauan persekitaran kerana kedudukannya dalam rantai makanan dan keupayaan untuk menumpuk pencemar dalam tisu mereka . Kedudukan ikan yang berada di paras trophic yang lebih tinggi kebiasaannya menumpuk logam yang lebih tinggi berbanding ikan yang berada di paras trophic yang lebih rendah dalam rantaian makanan. Dalam penilaian persekitaran, organ hati, insang dan tisu otot adalah merupakan organ yang menjadi tumpuan dalam kajian berikutan peranan yang dimainkan oleh mereka dalam penumpukan logam dan potensi memindahkan logam kepada manusia menerusi diet manusia. Tisu otot adalah tisu yang paling penting dalam penilaian kesihatan manusia berkaitan dengan pencemaran logam kerana tisu ini adalah bahagian utama pada ikan yang boleh di makan. Oleh itu, dari segi perspektif  kesihatan, amat penting had pengambilan ikan ditetapkan dengan tujuan melindungi kesihatan manusia.

Terdapat pelbagai alatan yang digunakan untuk menentukan kualiti persekitaran seperti bio-monitoran yang menggunakan pelbagai biota akuatik seperti tumbuhan, invertebrate bentik, dan ikan. Namun begitu, penentuan tindak balas ekologi melalui kualiti air (parameter fizikal dan kimia) dalam lajur air tidak memadai, oleh itu, penggunaan ikan dalam pemantauan persekitaran dapat mewakili tahap pencemaran bagi kawasan tertentu. Kebaikan penggunakan ikan sebagai bioindikator dalam penilaian persekitaran akuatik telah banyak dilaporkan oleh kebanyakan ahli penyelidik.

Namun begitu, ikan mempunyai kadar penumpukan logam yang rendah dalam tisu disebabkan oleh tempoh hayat mereka, oleh itu, ikan dapat mengintegrasikan pencemaran dalam tempoh masa yang lama, dengan itu dapat memberikan lebih banyak masa untuk mendapatkan gambaran sebenar apa yang berlaku di persekitaran akuatik. Tambahan pula, ikan adalah spesis akuatik yang terbaik sebagai penunjuk ekologi bagi pencemaran akuatik, kerana kedapatan ikan adalah dalam kuantiti yang banyak, mudah untuk pengecaman spesis dan sensitif terhadap pencemar.

Ikan telah dikenalpasti sesuai digunakan dalam program bio-pemantauan penilaian kualiti air, kerana keupayaannya untuk bertahan dan hidup di kawasan yang tertutup. Selain itu, ikan boleh ditemui dalam pebagai jenis habitat dan kedudukan trophic rantaian makanan, oleh itu sangat sesuai digunakan sebagai indikator untuk kajian impak antropogenik. Pemahaman tahap pencemar dalam ikan boleh membantu dalam menentukan risiko pengambilan ikan sebagai sebahagian daripada diet manusia. Risiko kepada manusia dapat dikenalpasti apabila ikan yang terkontaminasi dengan unsur logam adalah pada tahap yang telah ditetapkan bagi pengambilan sehari. Oleh itu, kajian yang berterusan mengenai kadar penumpukan logam dalam ikan adalah sangat penting dalam memastikan kesihatan manusia terjamin sekaligus dapat memastikan persekitaran bebas daripada pencemar yang berbahaya.

Rujukan

Aguilar-Betancourt, C.M., González-Sansón, G., Kidd, K.A., Munkittrick, K.R., Curry, R.A., Kosonoy-Aceves, D., Lucano-Ramírez, G., Ruiz-Ramírez, S., and Flores-Ortega, J.R. (2016). Fishes as indicators of untreated sewage contamination in a Mexican coastal lagoon. Marine Pollution Bulletin,113(1-2): 100-109.

Ahmad, M.K., Islam, S., Rahman, S., Haque, M.R., Islam, M.M., (2010). Heavy metals in water, sediment and some fishes of Buriganga river, Bangladesh. International Journal Environmental Research. 4(2) : 321-332.

Babji, A.S., Embong, M.S., and Woon, W.W. (1979). Heavy metal contents in coastal water fishes of West Malaysia. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology. 23(1) : 830-836.

Cui, B., Zhang, Q., Zhang, K., Liu, X., and Zhang, H. (2011). Analyzing trophic transfer of heavy metals for food webs in the newly-formed wetlands of the Yellow River Delta, China. Environmental Pollution 159 : 1297-1306.

Grabicova, K., Grabic, R., Blaha, M., Kumar, V., Cerveny, D., Fedorova, G., and Randak, T. (2015). Presence of pharmaceuticals in benthic fauna living in a small stream affected by effluent from a municipal sewage treatment plant. Water Research. 72 : 145-153.

Gratwicke, B. and Speight, M.R. (2005). The relationship between fish species richness, abundance and habitat complexity in a range of shallow tropical marine habitats. Journal of Fish Biology. 66(3) : 650-667.

Idris, N.S.U., Low, K.H., Koki, I.B., Kamaruddin, A.F., Salleh, K.M., and Zain, S.M. (2017). Hemibagrus sp. as a potential bioindicator of hazardous metal pollution in Selangor River. Environmental Monitoring Assessment, 189-220.

Maceda-Veiga, A., Monroy, M., and de Sostoa, A. (2012). Metal bioaccumulation in the Mediterranean barbel (Barbus meridionalis) in a Mediterranean River receiving effluents from urban and industrial wastewater treatment plants. Ecotoxicology and Environmental Safety. 76(1) : 93-101.

Olaifa, F. G., Olaifa, A. K. and Onwude, T. E. (2004). Lethal and sub lethal effects of copper to the African catfish (Clarias gariepinus). Afr. J. biomed, 7 : 65-70.

Qin, D., Jiang, H., Bai, S., Tang, S., and Mou, Z. (2015). Determination of 28 trace elements in three farmed cyprinid fish species from Northeast China. Food Control. 50(0): 1-8.

Rejomon, G., Nair, M., and Joseph, T. (2010). Trace metal dynamics in fishes from the southwest coast of India. Environmental Monitoring and Assessment. 167 : 243-255.

Schlacher, T.A., Mondon, J.A., and Connolly, R.M. (2007). Estuarine fish health assessment: Evidence of wastewater impacts based on nitrogen isotopes and histopathology. Marine Pollution Bulletin. 54(11) : 1762-1776.

Sfakianakis, D.G., Renieri, E., Kentouri, M., and Tsatsakis, A.M. (2015). Effect of heavy metals on fish larvae deformities. Environmental Research. 137 : 246-55.

Smit, N.J., Howatson, G., and Greenfield, R. (20090. Blood lactate levels as a biomarker for angling-induced stress in tigerfish Hydrocynus vittatus from the Okavango Delta, Botswana. African Journal of Aquatic Science. 34(3) : 255-259.

Tekle-Giorgis, Y., Fekadu, A., and Tilahun, G. (2016). Heavy Metal Level in Commercially Important Fish Species of Lake Hawassa, Ethiopia. Ethiop.J.Appl.Sci. Technol. 7(1) : 44-58.

Tukimat, L., Norazura, I., Muzneena, A.M., and Sahibin, A.R. (2006). Kandungan logam berat dalam makanan laut dan kadar pengambilannya oleh penduduk di Tanjung Karang, Selangor. The Malaysian Journal of Analytical Science. 10(2) :  197-204.

Tukimat, L., Rahayu, A.B., Zaidi, C.C., and Sahibin, A.R. (2002). Kajian penentuan kandungan logam berat terpilih di dalam makanan laut dan anggaran pengambilannya oleh penduduk Kuala Kemaman, Terengganu. Proceeding of the Regional Symposium on Environmental and Natural Resources. 10-11.

Weber, P., Behr, E.R., Knorr, C.D.L., Vendruscolo, D.S., Flores, E.M.M., Dressler, V.L., and Baldisserotto, B. (2013). Metals in the water, sediment, and tissues of two fish species from different trophic levels in a subtropical Brazilian river. Microchemical Journal. 106(0) : 61-66.

Whitfield, A.K. and Elliott, M. (2002). Fishes as indicators of environmental and ecological changes within estuaries: A review of progress and some suggestions for the future. Journal of Fish Biology. 61(SUPPL. A): 229-250.

Yılmaz, A.B., Sangün, M.K., Yaˇglıoˇglu, D., and Turan, C. (2010). Metals (major, essential to non-essential) composition of the different tissues of three demersal fish species from Iskenderun Bay, Turkey. Food Chemistry. 123 : 410-415.

Zhao, S., Feng, C., Quan, W., Chen, X., Niu, J., and Shen, Z. (2012). Role of living environments in the accumulation characteristics of heavy metals in fishes and crabs in the Yangtze River Estuary, China. Marine Pollution Bulletin. 64 : 1163-1171.

Kredit Foto : shutterstock