Beberapa tahun terakhir ini, telah terjadi
degradasi lingkungan yang serius terhadap ekosistem perairan, terutama karena
polusi manusia. Konsentrasi polutan yang tinggi, baik dari pertanian dan limbah
polutan menyebabkan gangguan terhadap ekosistem perairan dan menjadi risiko
bagi organisme yang bergantung pada sumber daya air dan juga untuk kesehatan
manusia. Oleh karena itu, perlu mengidentifikasi penilaian biomarker untuk
monitoring polusi manusia pada ekosistem perairan.
Biomarker biokimia dan fisiologis ditambah
dengan analisis kimia sangat diperlukan dalam mengidentifikasi gradien
kontaminasi, efek subletal dalam biota dan efek polutan terhadap lingkungan.
Dalam beberapa tahun terakhir, dalam program penelitian tentang biomarker telah
membantu menentukan kebutuhan untuk perbaikan di berbagai ekosistem laut,
seperti di Venice dan Laut Hitam. Dalam beberapa dekade terakhir, Pencemaran
lingkungan telah meningkat karena sejumlah besar industri,pertanian,komersial,
limbah domestik dan emisi serta zat berbahaya . Mayoritas polusi lingkungan
yang mengancam kesehatan manusia sebagian besar polutan kimia tersebut memasuki
laut , sungai, danau dan lahan basah. Polusi kimia laut telah menjadi perhatian
global dalam Lingkungan laut telah terkontaminasi oleh bahan kimia seperti
produk berbasis minyak, pestisida, pupuk, logam berat , tumpahan minyak
disengaja , limpasan dari daerah pesisir , senyawa antifouling , dan bahan plastik (Schetino et al.,
2012:20; Au et al., 2004:817; Valavanidis et al., 2012:2)
Biomarker berfungsi untuk melakukan
penilaian resiko manusia dan ekologi melalui biomarker. Biomarker merupakan
indikator internal yang diukur dari perubahan organisme pada tingkat molekuler
atau seluler yang dapat menawarkan potensi besar untuk memahami penyakit
dimediasi lingkungan dan untuk meningkatkan proses penilaian risiko . Sebuah
biomarker yang valid juga bisa dianggap sebagai peristiwa penting yang
menghubungkan paparan lingkungan khusus yang baik dan sehat. Ekosistem laut dan
darat yang ditandai dengan keseimbangan antara anorganik dan organik merupakan
isu lingkungan yang Sangat diperlukan dalam penilaian resiko manusia dan
ekologi (Au et al., 2004:818; Valavanidis et al., 2012:3).
1. Awal Perkembangan Biomarker untuk
Monitoring Pencemaran Perairan.
Dewan Riset Nasional Amerika Serikat
menganjurkan penggunaan pendekatan biomarker. Biomarker mulai dimasukkan dalam
protokol manajemen rutin dan dikombinasi dengan analisis kimia yang digunakan
untuk menghubungkan paparan bahan kimia dan respon biologi. Biomarker ini telah
digunakan bersama-sama dengan komersial tes enzyme-linked immunosorbent
(ELISA), yang menggunakan antibodi untuk menentukan konsentrasi kontaminanasi
lingkungan dan penilaian pengendapan lumpur dan air Pendekatan ini
dinamakan sebagai rapid pencemaran laut (RAMP) pendekatan ini telah mengalami pengujian
awal di Brasil , Kosta Rika , dan Vietnam. Di Eropa perairan pesisir dilindungi
oleh Water Framework Directive ( WFD ) dan laut dilindungi oleh Marine Strategi
Framework Directive ( MSFD ) . Negara Anggota ingin mencapai kesepakatan umum
bahwa tujuan yang harus dicapai dalam rangka menjaga status ekologi lingkungan
laut, seperti: mengurangi konsentrasi senyawa kimia prioritas agar tidak
melebihi batas yang ditetapkan untuk senyawa kimia , dan mengurangi efek pada
populasi dan individu. Oleh karena itu, Untuk mencapai tujuan, kualitas air
harus dimonitoring untuk identifikasi, penilaian dan pengelolaan risiko bagi
biota yang timbul dari polusi kimia yang dibuang ke lingkungan laut
(Schetino et al., 2012:20; Au et al., 2004:818)
Berdasarkan data biomarker untuk stasiun
RGB bahwa ikan telah mengalami kontaminasi kronis. Studi sebelumnya
(Davis et al., 1995; TNRCC ,1997) menunjukkan potensi dampak bahan kimia
beracun pada biota di Arroyo Colorado di Harlingen dan di Rio Grande di Brownsville
, dan kontaminasi dari pertanian dan ekstraksi energi serta konsentrasi
kontaminasi unsur organoklorin yang cukup besar dapat berpotensi membahayakan
populasi spesies ikan. Konsentrasi Hg juga tetap pada konsentrasi yang
berpotensi berbahaya di impoundments mainstem , yang dihuni oleh spesies satwa
liar, yang rentan termasuk federal terdaftar elang botak (Haliaeetus
leucocephalus) dan interior paling tern (Sterna antillarum athalassos) . Selain
itu, penggunaan pestisida pertanian seperti atrazin , klorpirifos, diazinon dan
telah terdeteksi bahwa berpotensi bermasalah di bawah RGB (Schmitt et al.,
2005:162)
2. Jenis-Jenis Polutan Kimia di Perairan
Metode penilaian risiko dirancang untuk
memberikan perkiraan kuantitatif kemungkinan dampak buruk yang terjadi sebagai
akibat dari pencemaran lingkungan dari campuran beragam polutan kimia. Di
antara berbagai jenis biomarker berikut ini telah mendapatkan perhatian khusus
dalam studi ekotoksikologi : sitokrom ( indikator paparan kontaminan organik
PAH , PCB , dll) P450 , DNA - kerusakan ( untai istirahat) dan besar DNA - aduk
karena paparan anorganik mutagenik dan xenobiotik organik , penghambatan
acetylcholinesterase (AChE ) aktivitas ( organophosphorous ,
karbamat, Cd , PB , Cu , dll) , metallothionein sintesis dalam hati dan
jaringan lain ( paparan logam Zn , Cu , Cd , Hg , Fe , dll) , antioksidan enzim
( superoxide dismuatse , katalase, glutathione transferase ) ( paparan ROS ,
radikal bebas , polusi menyebabkan stres oksidatif , peroksidasi lipid (oksidan
, logam , dll) , dan vitellogenin induksi (zat estrogen) (Valavanidis et al.,
2002:1)
Studi ekotoksikologi menggunakan biomarker
dalam rangka membangun risiko pencemaran lingkungan untuk komponen kunci dalam
ekosistem . asumsi dasarnya adalah bahwa dengan memantau konsekuensi yang
merugikan bagi spesies yang menempati posisi penting di tingkat trofik
ekosistem . dengan cara ini hasilnya mungkin memberikan wawasan integritas
ekosistem sebagai keseluruhan . Pengukuran toksisitas pada spesies sensitif (
spesies sentinel ) dapat digunakan sebagai peringatan dini dari penurunan
populasi dan sebagai titik akhir ekologis yang relevan . penilaian risiko
ekologis harus bertujuan dalam pelestarian keutuhan ekosistem. Penerapan
pendekatan Biomarker sejauh ini terbatas, karena metode analisis rinci lokasi
studi yang terkontaminasi mahal dan menghabiskan waktu, tetapi juga oleh
kurangnya pemahaman tentang bagaimana biomarker dapat dimasukkan ke dalam
instrumen hukum. Integrasi penelitian tentang pengukuran efektivitas
kemampuan biaya dan risiko manusia dan lingkungan, Hal ini didukung
oleh WHO melalui Program Internasional Keamanan Bahan Kimia (IPCS ), otoritas
pusat pada perlindungan lingkungan di Amerika Serikat, Badan Perlindungan
Lingkungan ( EPA ), Uni Eropa melalui Badan Perlindungan
3. Penggunaan Biomarker untuk Monitoring
Pencemaran Perairan
Lingkungan dan berbagai Direktif
lingkungan (OECD) dan Organisasi untuk Kerjasama Ekonomi dan Pembangunan, yang
berkaitan dengan isu-isu global keamanan bahan kimia dan industri kimia,
Lembaga perlindungan lingkungan hidup di sebagian besar negara maju menggunakan
biomarker, kombinasi legislasi dan program pemantauan biologis untuk memeriksa
polutan kimia untuk mengidentifikasi daerah perairan dan habitat yang beresiko
pada pencemaran lingkungan. Banyak alat ekotoksikologi yang tersedia untuk
mendeteksi penilaian resiko terhadap konsentrasi polutan dan limbah yang masuk
ke perairan.Hal ini termasuk pemantauan komposisi komunitas untuk mengukur
perubahan dalam keragaman spesies dan sedimen kimia dan analisis jaringan
untuk menentukan bioavailabilitas dan bioakumulasi kontaminasi. Selain itu,
biomarker yang dapat digunakan berhubungan perubahan molekuler, seluler , atau
fisiologis diukur dalam paparan rangkain biomarker mulai dimasukkan dalam
protokol manajemen rutin dan digabungkan dengan analisis kimia yang digunakan
untuk menghubungkan paparan bahan kimia dan respon biologi (Gallaway et al.,
2002 :2219;Valavanidis et al., 2002:2)
Biomarker dapat diklasifikasikan menjadi
biomarker eksposur, dan efek biomarker yang dapat memberikan perbedaan
kontribusi untuk pemantauan lingkungan dan penilaian resiko. Biomarker
merupakan ukuran respon suborganisme dalam organisme atau sistem biologis yang
memberikan efek terhadap ekosistem. Sebagian besar negara-negara telah
menggunakan pendekatan biomarker untuk melalukan penilaian dan pemantauan
terhadap ekosistem perairan. Biomarker digunakan untuk mendeteksi tingkat bahan
pencemar, sehingga dapat mendeteksi kerentanan penyakit yang dapat menggangu
lingkungan dan kelangsungan hidup manusia.
Efek dari kontaminan biologis di tingkat
bawah (misalnya biokimia,seluler, fisiologis) pada umumnya terjadi lebih cepat
daripada di tingkat yang lebih tinggi (misalnya, dampak ekologi ) dan karena
itu dapat memberikan peringatan terhadap efek toksikologi dalam populasi..
Negara-negara Eropa, telah melakukan
banyak eksperimen terhadap senyawa polutan di perairan menggunakan pendekatan
biomarker, walaupun terdapat beberapa kendala biaya yang tinggi dan
menghabiskan waktu yang panjang, namun program eksperimen melalui pendekatan
biomarker telah dimasukkan dalam protokol manajemen rutin dan instrumen hukum.