TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

Toksikologi mempelajari tentang toksin (racun)  serta efeknya  terutama untuk mahluk hidup

Toksikologi  lingkungan (Ekotoksikologi) membahas tentang interaksi, transformasi, fate, dan efek dari senyawa kimia alamiah maupun sintetis di dalam biosfer termasuk organisma individual, populasi dan seluruh ekosistem

Semua zat beracun ataupun metabolitnya akan kembali memasuki lingkungan, shg kualitas lingkungan akan bertambah buruk dengan terdapatnya berbagai racun

Ilmu Toksikologi lingkungan muncul dilatarbelakangi oleh adanya  interaksi manusia dan lingkungan yang ditandai dengan

•        penemuan bahan kimia baru yang cukup banyak baik alamiah maupun buatan (sintetis)

•        perubahan kualitas lingkungan akibat aktivitas manusia (industri, kendaraan bermotor, kebutuhan  perumahan baru, peningkatan produksi pertanian dll). Perubahan tersebut dilakukan sebagai bagian dari peningkatan kesejahteraan manusia

•        peningkatan hasil samping kegiatan manusia berupa limbah (padat, cair dan gas)  yang dibuang kelingkungan dengan atau tanpa pengolahan terlebih dahulu. Jumlah limbah yang cukup banyak membuat alam tidak mampu self purification. Oleh karena itu perlu campur tangan manusai untuk menjaga agar alam tetap mampu self purification, sehingga kerusakan alam, timbulnya penyakit akibat lingkungan bisa dicegah

Beberapa peristiwa berkaitan dengan “peracunan” lingkungan

•        pencemar udara SO_X, CO, NO_X, PAH(Policyclic Aromatic Hidrocarbon), DDT( Dietil Difenil Dichlor Etan) , PCB (Polichlor Bifenil) , CFC (Chloro Fluorocarbon) dll efeknya mulai dr yang ringan  iritasi kulit,hingga berat spt penyakit pernafasan, efek DDT pd cangkang telur menjadi rapuh, shg mudah pecah, tidak menetas dan akhirnya populasi punah

•        bocornya reaktor nuklir seperti di chernobil, rusia, Fukusima jepang. efeknya antara lain terjadi kanker kelenjar gondok pada anak2 akibat sinar radioaktif dari radon

•        Pabrik plastik dengan bahan baku vinil chlorida dan acetaldehide. Pabrik ini membuang Hg ke teluk Minamata. ikan mengandung 27-102 ppm berat kering hg. selama th 1953-1960 terjadi keracunan hg pada 111 nelayan. gejala : sulit mendengar dan kehilangan koordinasi otot2nya.

•        Kasus bom Hiroshima & Nagasaki. Detonasi bom secara langsung menyebarkan panas yang tak terkira dan mematikan semua organisme sekitar 1 mil.

Tujuan toksikologi lingkungan antara lain

•        Mencari  substansi  yang  aman

•        Mencegah terjadinya efek yang tidak dikehendaki racun terhadap organisme

•        Membuat kriteria dasar untuk standardisasi lingkungan

•        Memperbaiki cara  pengobatan

•        Menilai risiko dan memberikan saran atau rekomendasi untuk minimalisasi efek Xenobiotik

Belajar tentang toksikologi lingkungan, maka sebagai dasarnya harus mampu mempelajari Perjalanan zat toksik (analisis pemaparan zat toksik) dimulai dari

ž  pengeluaran zat toksik dari sumber (emisi) ke lingkungan

perlu diketahui dengan baik antara lain  kuantitas zat, lokasi sumber pencemar dan frekuensi pengeluaran  

introduksi zat  toksik  ke dalam lingkungan bisa terjadi secara alamiah (misal gunung meletus) maupun disengaja (insidentil atau aksidentil). emisi tidak hanya berbentuk konsentrasi, tetapi juga dalam jumlah

ž  Selanjutnya dalam lingkungan (media, wahana) zat toksik mengalami pemaparan mulai transpor (perjalanan), pengenceran dan transformasi (berubah menjadi zat lain/perubahan struktur)

Proses transpor dapat berupa adveksi, difusi, dispersi, hidrolisis, oksidasi, reduksi, biodetoksivikasi, bioaktivasi dll.

Di dalam ligkungan zat dapat mengalami pengenceran misalnya  pemaparan zat SO₂ dari sumbernya 4 ppm, ketika bergerak melalui udara bervolume 1000 x lebih besar dibanding volume pemaparan zat SO₂ maka akan terjadi pengenceran 1000 kali. Dengan demikian konsentrasi menjadi 0,004 ppm ketika berada di udara

Keberadaan pencemar tidak hanya di media udara tetapi juga bisa di air, tanah, organisme, rantai makanan Oleh karena itu perlu juga dilakukan identifikasi konsentrasi zat pada tiap media lingkungan, area geografis yang terpapar zat, dan durasi pemaparan zat.

ž  kemudian zat toksik mulai masuk ke dalam tubuh organisme (imisi)

dipengerahui antara lain mobilisasi, persistensi dan akumulasi disamping faktor yang secara umum telah banyak diketahui yaitu  karakteristik individu dan cara masuk.

ž  akhirnya timbul efek biologi (efek farmakokinetika)

Perubahan struktural :

1.      Pengurangan keanekaragaman hayati

2.      Penurunan kecepatan reproduksi

3.      Penurunan kemampuan pemulihan diri

Perubahan fungsional

1.      Kemandulan

2.      Perubahan sifat menjadi lebih buruk

3.      Kematian dll

efek yang timbul

•        efek akut :  kematian

•        efek kronis : perubahan gen, perubahan kemapuan bereproduksi, perubahan perkembangan, perubahan perilaku

target efek

Ø  Efek lokal: terjadi pada target pertama kontak toksikan (misalnya ; perubahan warna, luka bakar, erosi bagi ikan

Ø  Efek sistemik : terjadi melalui absorbsi dan distribusi zat ketempat yang jauh dari target pertama.

Resultante efek  berupa aditif, sinergi, potensiasi dan antagonistik

UJI TOKSISITAS

Kulaitatif : Uji toksisitas kualitatif biasanya dilakukan atas dasar gejala penyakit yang timbul. Misal anemi : untuk keracunan Pb

Kuantitaif : perlu diketahui terlebih dahulu apakah zat yang dicurigai mudah larut, apakah mudah menguap dll. Jika pada aplikasi di industri bahwa zat menguap, maka eksposur yang terjadi melalui inhalasi. Dengan sendirinya akan ditentukan pula hewan uji yang akan digunakan.

Perlu dikethui dengan baik bahwa uji toksiisitas bertujuan untuk mencari dosis aman atau mencari kriteria untuk standarisasi kualitas lingkungan. Uji hewan atau bio esei pada akhirnya juga dimaksudkan untuk ekstrapolasi hasil terhadap manusia untuk mencari dosis yang aman.

Dahulu orang lebih seringg menggunakan LC₅₀ atau LD₅₀, tetapi perkembangan terakhir, orang mencari dosis atau konsentrasi maksimum yang tidak menimbulkan efek atau NOEL(No Observed Effect Level) atau NOAEL( No Observed Adverse Effect Level)

LINGKUNGAN

Penelitian toksikologi dalam perairan dapat dilakukan untuk mengetahui atau mengidentifikasi apakah efluen dan badan air penerima mengandung senyawa toksik dalam konsentrasi yang menyebabkan toksisitas akut atau kronis

Uji TCLP (toxicity concentration leaching procedure) merupakan metoda yang dapat digunakan untuk meneliti tingkat toksisitas dari limbah padat. Lumpur yang dihasilkan dari ipal dapat mengandung berbagai senyawa toksik sesuai dengan proses yg terjadi pada industri maupun senyawa kimia yang digunakan dalam proses ipal . Begitu pula IPAL yang mengolah limbah domestik. Dalam lumpur IPAL perkotaan ditemukan lumpur yang mengandng logam berat Al, Cd, Co, Cu, Cr, Fe, Mn, Hg, Mo, Ni , Pb, Ti Dan Zn.

Penelitian toksisitas di udara dibagi 2 yaitu  outdoor dan indoor. SO₂, patrikulat (smoke), FOG(smog) merupakan toksikan yang sering terdapat di udara. Penelitian di lapangan dapat dilakukan dengan melihat efek pada tanaman seperti mengamati efek polutan sulfur dari gunung api Merapi terhadap vegetasi sekitarnya.

XENOBIOTIK

Untuk mengetahui hubungan antara xenobiotik dengan respons tubuh terhadap racun.Dosis dapat berupa : LD (letal dosis) LC (letal consentration), ED (dosis efektif). Respon yang dicari dapat berupa kematian atau respons perubahan fungsi atau biokimiawi organisme

Uji dengan skala laboratorium akan lebih mudah karena dapat dibuat bebas patogen, keadaan steril cahaya buatan, eksposur konstan, populasi homogen, zat racun murni. Tetapi jika langsung kealam maka banyak kebdala yang harus dihadapi antara lain tidak bebas patogen, tidak dapat disterilkan, cahaya alamiah tidak dapat dikontrol, eksposur tidak jelas, populasi heterogen dan racun campuran