Bab I, II, III Pengantar Toksikologi Lingkungan

 

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Toksikologi adalah ilmu yang menetapkan batas aman dari bahan kimia (Casarett andDoulls, 1995). Selain itu toksikologi juga mempelajari jelas/kerusakan/ cedera pada organisme (hewan, tumbuhan, manusia) yang diakibatkan oleh suatu materi substansi/energi, mempelajari racun, tidak saja efeknya, tetapi juga mekanisme terjadinya efek tersebut pada organisme dan mempelajari kerja kimia yang merugikan terhadap organisme. Banyak sekali peran toksikologi dalam kehidupan sehari-hari tetapi bila dikaitkan dengan lingkungan dikenal istilah toksikologi lingkungan dan ekotoksikologi. Dua kata toksikologi lingkungan dengan ekotoksikologi yang hampir sama maknanya ini sering sekali menjadi perdebatan. Toksikologi lingkungan adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik yang dihasilkan dari suatu kegiatan dan menimbulkan pencemaran lingkungan (Cassaret, 2000) dan Ekotoksikologi adalah ilmu yangme mpelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitastermasuk ekosistem, termasuk jalan masuknya agen dan interaksi dengan lingkungan (Butler, 1978). Dengan demikian ekotoksikologi merupakan bagian dari toksikologilingkungan.Kebutuhan akan toksikologi lingkungan meningkat ditinjau dari : Proses Modernisasi yang akan menaikan konsumsi sehingga produksi juga harusmeningkat, dengan demikian industrialisasi dan  penggunaan energi akan meningkat yangtentunya yangtentun ya akan meningkatkan resiko toksikologis. Proses industrialisasi akan memanfaatkan bahan baku kimia, fisika, biologi yang akanmenghasilkan buangan dalam bentuk gas, cair, dan padat yang meningkat. Buangan initentunya akan menimbulkan perubahan kualitas lingkungan yang mengakibatkan resiko pencemaran, sehingga resiko toksikologi juga akan meningkat.

1.2 Rumusan Masalah

1. Apa yang dimaksud dengan prinsip umum toksikologi 2. Apa yang dimaksud dengan body of knowledge toksikologi knowledge toksikologi lingkungan? 3. Bagaimana sejarah perkembangan toksikologi lingkungan?

1.3 Tujuan Penulisan

1. Mengetahui prinsip umum toksikologi 2. Mengetahui body of knowledge toksikologi knowledge toksikologi lingkungan 3. Mengetahui sejarah perkembangan toksikologi lingkungan

  1

 

BAB II PEMBAHASAN

2.1 Prinsip umum toksikologi lingkungan

Toksikologi merupakan suatu cabang ilmu yang mempelajari tentang racun. Dan racun dapat didefinisikan sebagai zat yang dapat menyebabkan efek yang berbahaya bagi makhluk hidup; racun merupakan zat yang bekerja di dalam tubuh secara kimiawi dan fisiologis yang dalam dosis toksik akan menyebabkan gangguan kesehatan atau mengakibatkan kematian. Sifat bahan kimia dari racun apabila masuk ke jaringan tubuh manusia akan mampu merusak sel darah merah dan sistem saraf. Mengikuti postulat Paracelsus, suatu zat dikatakan beracun atau tidak bergantung  pada seberapa banyak bahan atau zat tersebut. Sehingga di dalam toksikologi industri yang penting adalah menyatakan seberapa banyaknya sebagai taksiran beracun tidaknya suatu zat tertentu. Toksikologi juga mencakup studi mengenai efek-efek berbahaya yang disebabkan oleh fenomena fisik (Hodgson, 2004: 3). Sedangkan toksikologi lingkungan merupakan bagian dari ilmu toksikologi yang membahas mengenai efek-efek toksikan (racun) lingkungan terhadap kesehatan (makhluk hidup) dan lingkungan. Studi toksikologi lingkungan terkait dengan pertanyaan bagaimana toksikan lingkungan, melalui interaksinya dengan manusia, hewan, dan tanaman, memengaruhi kesehatan dan keselamatan organisme hidup tersebut (Yu, 2005: 1). Dapat dikatakan, toksikologi lingkungan adalah suatu cabang ilmu yang mempelajari sifat, penyebaran dan perilaku zat racun (polutan) di dalam lingkungan, serta efeknya terhadap flora, fauna dan manusia (Sudarjat & Siska Rasiska, 2006: 1). Toksikologi lingkungan dapat dibagi menjadi dua subkategori: 1. Toksikologi kesehatan lingkungan Toksikologi kesehatan lingkungan dapat didefinisikan sebagai studi mengenai efek-efek merugikan dari bahan-bahan kimia lingkungan terhadap kesehatan manusia. 2. Ekotoksikologi Ekotoksikologi merupakan studi yang membahas efek-efek kontaminan lingkungan terhadap ekosistem dan unsur-unsur pokok yang ada di dalam ekosistem (i.e. ikan, burung, margasatwa, dll) (Leblanc, 2004 :464).

  Klasifikasi Bahan-bahan Toksik



Sejumlah klasifikasi bahan-bahan toksik: 1. Berdasarkan organ targetnya: hati, ginjal, sistem hematopoetik, dsb. 2. Berdasarkan penggunaannya: pestisida, solven/pelarut, zat aditif makanan, dll.   2

 

3. Berdasarkan sumbernya: toksin tumbuhan, zootoksin, zoo toksin, polutan, kontaminan, dll. 4. Berdasarkan efeknya: kanker, mutasi, kerusakan hati, dll. 5. Berdasarkan keadaan fisiknya: gas, debu, cair logam-logam, radiasi, panas, getaran, dll. 6. Berdasarkan keperluan labelnya: mudah meledak, mudah terbakar, menyebabkan iritasi, radioaktif, mudah menyala, oksidiser, dll. 7. Berdasarkan kandungan kimianya: aromatic amine, halogenated hydrocarbon, dll. 8. Berdasarkan mekanisme biokimiawi: sulfhydril inhibitor, prosedur methemoglobin.

  Sejumlah Definisi yang Berhubungan dengan Klasifikasi Bahan Toksik



1. Polusi: pencemaran tanah, air, makanan, atau atmosfer yang disebabkan oleh sejumlah campuran bahan-bahan yang berbahaya. 2. Polutan: sejenis bahan (zat) kimia yang terdapat di lingkungan dalam jumlah tertentu yang sebagiannya dari aktivitas manusia  —   berupa gas, merusak padatan, cairan —  yang dapat merupakan yang mencemari hasil lingkungan (polusi). manusia —  Sifat polutan ini dapat secara sementara dan dapat merusak dalam jangka waktu yang lama. 3. Kontaminan: zat yang hadir dalam lingkungan yang bukan tempatnya atau berada dalam tingkat yang dapat membahayakan kesehatan (akibat adanya aktivitas manusia); zat (asing) hadir dalam atau pada material dan mempengaruhi satu atau lebih sifat-sifat  bahan. Kontaminan Ko ntaminan dapat dap at ditemukan di tanah, tanaman, air, udara, hewan laut, hewan darat, dan burung. 4. Toksin: racun atau suatu zat tunggal yang dihasilkan dari suatu organisme yang dapat  bercampur dengan fisiologis normal. Sebagian besar toksin termasuk zat eksogenus yang dihasilkan oleh suatu organisme untuk memberikan efek merugikan terhadap organisme lain. 5. Venom: Zat sekresi yang mengandung suatu campuran zat bioaktif, yaitu enzim, toksin, neurotransmitter, dll; senyawa organik kompleks yang mengandung sejumlah besar senyawa kimia yang bersifat racun, seperti protein, enzim, polipeptida. Venom digunakan untuk menangkap mangsa dan sebagai suatu zat kimia pertahanan untuk melawan predator lain. 6. Xenobiotik: senyawa kimia yang tidak dihasilkan secara alami dan secara normal dapat menjadi bagian komponen dari sistem biologi —   — termasuk termasuk di dalamnya adalah pelbagai  jenis kontaminan, seperti pestisida, pupuk, logam yang bersenyawa, zat nuklir, kosmetik, obat-obatan (Rasiska, 2013: 25-29)

  3

 

  Proses Toksik Zat Racun di Dalam Lingkungan 



Terdapat tiga fase dalam proses toksik senyawa racun di dalam lingkungan, yakni (1) fase eksposur/pendedahan (exposure (exposure phase), phase), (2) fase kinetik (kinetic (kinetic phase), phase), (3) fase dinamik (dynamic (dynamic phase). phase). Fase pendedahan adalah fase dimana zat racun mulai keluar dari sumbernya. Fase ini meliputi cara bagaimana lingkungan terkontaminasi oleh bahan pencemar, termasuk kondisi sumber pencemar (racun). Fase kinetik didefinisikan sebagai fase ketika zat racun mulai menyebar pada medium fisik, seperti tanah, air dan udara. Fase dinamik adalah fase dimana zat racun sudah mulai berinteraksi dengan traget serta menimbulkan efek terhadap target atau reseptor (flora, fauna, ataupun manusia).

  Parameter Tiap Fase 



  Fase Eksposur                 



1. Apakah sumber racun tersebar atau tidak. 2. Kondisi sumber tercemar 3. Jenis emisi (zat yang dikeluarkan). 4. Jumlah emisi —   — ttermasuk ermasuk frekuensi dan luas yang tertutup oleh emisi.

  Fase Kinetik (Beberapa kondisi yang dialami polutan pada fase kinetik)



1. Pengikatan di dalam tanah. 2. Tingkat kelarutan di dalam air (pelarutan bahan pencemar). 3. Konversi senyawa secara fisiko-kimiawi. 4. Konversi oleh biologis. 5. Parameter iklim/cuaca (peruraian polutan oleh alam)

  Fase Dinamik (Meliputi efek toksisitas [akut [ akut dan kronik ] dari bahan pencemar)



1. Mengenai efek toksisitasnya. 2. Penyerapan polutan oleh organisme. 3. Perpindahan polutan dalam tubuh organisme. 4. Transformasi polutan dalam tubuh organisme. 5. Pengeluaran polutan dari tubuh organisme.

  Karakteristik Zat Toksik  



Terdapat perbedaan antara zat toksik yang dihasilkan secara alami dengan yang buatan manusia: (1) Pada umumnya, jumlah zat toksik yang berasal dari alam lebih sedikit ketimbang  buatan manusia; dan (2) penyebaran dan efek yang ditimbulkan dari sumber zat toksik yang berasal dari alam  bersifat global, sedangkan toksik buatan manusia bersifat lokal —   — i.e. hanya i.e. hanya berada di areal industri ataupun pemukiman yang terjangkau efek merugikan dari penggunaan zat toksik tersebut. Karakteristik penting lainnya dari zat toksik: (1) biokonsentrasi, (2) bioakumulasi,   4

 

(3) biomagnifikasi, (4) biotransformasi.

  Biokonsentrasi adalah karakteristik polutan yang dapat terkandung atau terkonsentrasi



secara biologis, yang tingkat konsentrasinya di suatu bagian ekosistem akan lebih besar ketimbang bagian ekosistem lainnya.

  Bioakumulasi adalah proses akumulasi kimia oleh organisme yang secara dari lingkungan



abiotik (air, tanah, udara, dan dari sumber makanan). Zat kimia yang ada di lingkungan terakumulasi di dalam tubuh organisme melalui difusi pasif. Biomagnifikasi adalah proses  perpindahan zat kimia melalui rantai makanan di dalam tingkatan tropik; proses  penambahan konsentrasi polutan secara suksesif di dalam tingkatan tropik tertinggi dalam rantai makanan.

  Biotransformasi merupakan satu dari dua mekanisme umum dalam mengurangi kadar



toksik di lingkungan melalui organisme. Ada dua kelas dalam reaksi biotransformasi: (1) reaksi katabolik atau reaksi memecah (2) reaksi sintetik yang menghasilkan metabolik.   

 



Jalur Masukbahan dan Tempat Pemaparan Jalur utama toksik dapat masuk  ke dalam tubuh manusia adalah melalui saluran  pencernaan atau gastro intestinal (menelan/ingesti), paru-paru (inhalasi), kulit (topical), dan jalur parenteral lainnya (selain saluran usus/intestinal).

  Jangka Waktu dan Frekuensi Pemaparan 



Ada empat kategori mengenai pemaparan zat kimia terhadap binatang yang disediakan oleh para pakar toksikologi: akut, subakut, subkronik, dan kronik. Pemaparan akut diberi batasan sebagai suatu pemaparan terhadap sejenih bahan kimia tertentu selama kurang dari 24 jam. Untuk tiga kategori terakhir dapat dimasukkan ke dalam pemaparan  berulang (repeated exposures). exposures). Pemaparan kategori subakut adalah pemaparan berulang terhadap suatu zat kimia tertentu dalam jangka waktu satu bulan atau kurang; subkronik untuk jangka waktu satu sampai tiga bulan, dan kronik untuk un tuk lebih dari tiga bulan (Sudarjat & Siska Rasika, 2006: 16-17).

  Tingkatan Pencemaran Lingkungan 



Pencemaran lingkungan dapat didefinisikan sebagai suatu keadaan dimana organisme hidup, zat, energi dan/ atau sejenis komponen asing masuk atau dimasukkan ke dalam lingkungan dan/atau terjadinya perubahan kondisi lingkungan oleh aktivitas manusia ataupun proses alam, sehingga kualitas lingkungan turun hingga ke tingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan menjadi kurang atau tidak nyaman dan da n sesuai bagi makhluk hidup (Sudarjat & Siska Rasiska, 2006: 12-13). Menurut Wright & Olson (1974, seperti dikutip Sudarjat & Siska Rasiska, 2006: 13), tingkatan pencemaran lingkungan dapat dibagi ke dalam enam tingkatan, yaitu (1) tingkat tambahan lingkungan (enviromental (enviromental addition), addition), (2) tingkat kontaminan lingkungan (enviromental contaminant ), ), (3) tingkat bahaya lingkungan (enviromental ( enviromental hazard ), ), (4)   5

 

tingkat polutan lingkungan (enviromental ( enviromental pollutant ), ), (5) tingkat polusi berbahaya (dangerous pollution), pollution), (6) tingkat bencana/ polusi katastrofik (catastrophic ( catastrophic pollution). pollution).

  Parameter Tingkatan Pencemaran Lingkungan    Enviromental Addition 



1. Terjadinya kerusakan secara estetik 2. Air menjadi keruh 3. Adanya sampah organik 4. Kondisi lingkungan sangat mudah pulih kembali   

  

  

 

Enviromental Contaminant  1. Kerusakan biologis sudah dapat dideteksi 2. Kematian beberapa biota air 3. Kondisi lingkungan masih mudah dipulihkan kembali

 

Enviromental Hazard  1. Terjadi kerusakan pada struktur ekosistem 2. Kondisi ini mengundang perhatian banyak ahli 3. Berpotensi untuk pulih kembali

 

Enviromental Pollutant  1. Polutan masuk ke dalam lingkungan yang menyangkut kepentingan masyarakat 2. Menyebabkan terjadinya kematian organisme 3. Indeks keragaman jenis organisme hidup menurun sehingga ekosistem menjadi tidak stabil

 

Dangerous Pollution  1. Polutan masuk ke dalam lingkungan dan telah menimbulkan kerusakan biologis yang  berat 2. Memerlukan tindakan pemulihan secara efektif 3. Memerlukan dukungan pemerintah dan masyarakat secara serius

 

Catastrophic Pollution  1. Polutan yang masuk ke k e dalam lingkungan memiliki toksisitas tinggi, dengan konsentrasi yang meningkat terus-menerus 2. Sulit dilakukan pemulihan lingkungan secara tepat Klasifikasi tingkatan pencemaran lingkungan merupakan hal yang sangat penting untuk menentukan sejumlah kebijakan yang harus diupayakan untuk mencegah, mengendalikan hingga mengatasi pencemaran yang terjadi (Sudarjat & Siska Rasiska, 2006: 13; Rasiska, 2013: 40).

2.2 B od ody yo off kknowle nowledge dge toksikologi lingkungan 

Ruang lingkup dan komponen primer yang dipelajari dalam ilmu toksikologi lingkungan adalah menyangkut masalah:   6

 

1.

Sumber racun — termasuk termasuk jenis, jumlah dan sifatnya

2.

Distribusi di dalam media udara, tanah dan air

3.

Efek toksisitasnya terhadap flora, fauna (liar), tanaman, hewan ternak, dan manusia

(Sudarjat & Siska Rasiska, 2006: 8). Toksikologi lingkungan merupakan suatu ilmu multidisipliner yang meliputi sejumlah ranah studi yang bermacam-macam, seperti : 1. Genetika 2. Biologi 3. Kimia (organik, analitis dan biokimia) 4. Anatomi 5. Ilmu tanaman 6. Geologi 7. Ilmu kesehatan publik 8. Fisiologi 9. Mikrobiologi 10. Ekologi 11. Ilmu tanah 12. Hidrologi 13. Ilmu atmosfer 14. Ilmu statistik 15. Ilmu hukum

2.3 Sejarah perkembangan toksikologi lingkungan   Perkembangan

Awal Toksikologi

Sejak perkembangan peradaban manusia dalam mencari makanan, tentu telah mencoba  beragam bahan baik botani, nabati, maupun dari mineral. mineral. Melalui pengalamannya ini ia mengenal   7

 

makanan, yang aman dan berbaya. Dalam kontek ini kata makanan dikonotasikan ke dalam bahan yang aman bagi tubuhnya jika disantap, bermanfaat serta diperlukan oleh tubuh agar dapat hidup atau menjalankan fungsinya. Sedangkan kata racun merupakan istilah yang digunakan untuk menjelaskan dan mengambarkan berbagai bahan ”zat kimia” yang dengan jelas jelas berbahaya bagi  badan. Kata racun ”toxic” adalah bersaral dari bahasa Yunani, yaitu dari akar kata tox, dalam  bahasa Yunani tox berarti panah. Dimana panah pada saat itu digunakan sebagai senjata dalam  peperangan, yang selalu pada anak panahnya panahn ya terdapat racun. Di dalam ”Papyrus Ebers (1552B.C.)“ orang Mesir kuno memuat informasi lengkap tentang pengobatan dan obat. Di Papyrus ini juga memuat ramuan untuk racun, seperti antimon (Sb), tembaga, timbal, hiosiamus, opium, terpentine, dan verdigris (kerak hijau pada permukaan tembaga). Sedangkan di India (500 - 600 B.C.) di dalam Charaka Samhita disebutkan, bahwa tembaga, besi, emas, timbal, perak, seng, bersifat sebagai racun, dan di dalam Susrata Samhita  banyak menulis racun dari makanan, tananaman, hewan, dan penangkal racun gigitan ular (Ariens, 1985). Hippocrates (460 - 370 B.C.), dikenal sebagai bapak kedokteran, disamping itu dia juga dikenal sebagai toksikolog dijamannya. Dia banyak menulis racun bisa ular dan di dalam bukunya  juga menggambarkan, bahwa orang Mesir M esir kuno telah memiliki pengetahuan penangkal racun yaitu dengan menghambat laju penyerapan racun dari saluran pencernaan. Disamping banyak lagi nama besar toksikolog pada jaman ini, terdapat satu nama yang perlu mendapat catatan disini, yaitu nama besar pada jaman Mesir dan Romawi kuno adalah Pendacious Dioscorides (A.D. 50), dikenal sebagai bapak Materia Medika, adalah seorang dokter tentara. Di dalam bukunya dia mengelompokkan racun dari tanaman, hewan, dan mineral (Ling, 2000). Hal ini membuktikan, bahwa efek berbahaya (toksik) yang ditimbulkan oleh zat racun (tokson) telah dikenal oleh manusia sejak awal perkembangan beradaban manusia. Oleh manusia efek toksik ini banyak dimanfaatkan untuk tujuan seperti membunuh atau bunuh diri. Untuk mencegah keracunan, orang senantiasa berusaha menemukan dan mengembangkan upaya pencegahan atau menawarkan racun. Usaha ini seiring dengan perkembangan toksikologi itu sendiri. Namun, evaluasi yang lebih kritis terhadap usaha ini baru dimulai oleh Maimonides (1135 - 1204) dalam  bukunya yang terkenal Racun dan Andotumnya Andotumn ya (Lu, 1995). Sumbangan yang lebih penting bagi kemajuan toksikologi terjadi dalam abad ke-16 dan sesudahnya. Paracelcius adalah nama samaran dari Philippus Aureolus Theophratus Bombast von Hohenheim (1493-1541), toksikolog besar, yang pertama kali meletakkan konsep dasar dasar dari toksikologi. Dalam postulatnya postulatnya menyatakan: “Semua zat adalah racun dan tidak tidak ada zat yang tidak  beracun, hanya dosis yang membuatnya membuatn ya menjadi tidak beracun”. Pernyataan ini menjadi men jadi dasar d asar  bagi konsep hubungan hubun gan dosis reseptor dan indeks inde ks terapi yang berkembang dikemudian hari (Ling, L.J., 2000).

  8

 

Matthieu Joseph Bonaventura Orfila dikenal sebagai bapak toksikologi modern. Ia adalah orang Spayol yang terlahir di pulau Minorca, yang hidup antara tahun 1787 sampai tahun 1853. Pada awak karirnya ia mempelajari kimia dan matematika, dan selanjutnya mempelajari ilmu kedokteran di Paris. Dalam tulisannya (1814-1815) mengembangkan hubungan sistematik antara suatu informasi kimia dan biologi tentang racun. Dia adalah orang pertama, yang menjelaskan nilai pentingnya analisis kimia guna membuktikan bahwa simtomatologi yang ada  berkaitan dengan adanya zat kimia tertentu di dalam badan. Orfila juga merancang berbagai metode untuk mendeteksi racun dan menunjukkan pentingnya analisis kimia sebagai bukti hukum pada kasus kematian akibat keracunan. Orfila bekerja sebagai ahli medikolegal di Sorbonne di Paris. Orfila memainkan peranan penting pada kasus LaFarge (kasus pembunuhan dengan arsen) di Paris, dengan metode analisis arsen, ia membuktikan kematian diakibatkan oleh keracuanan arsen. arsen. M.J.B. Orfila dikenal sebagai sebagai bapak toksikologi modern karena minatnya terpusat pada efek tokson, tokson, selain itu karena ia memperkenalkan metodologi kuantitatif ke dalam studi aksi tokson pada hewan, pendekatan ini melahirkan suatu bidang toksikologi modern, yaitu toksikologi forensik. Dalam bukunya Traite des poison, terbit pada tahun 1814, dia membagi racun menjadi enam kelompok, yaitu: corrosives, astringents, acrids, stupefying or narcotic, narcoticacid, dan septica atau putreficants (Lu, 1995).

  9

 

BAB III PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Toksikologi adalah ilmu yang mempelajari tentang racun. Pengertian lain yaitu semua subtansi yang digunakan dibuat, atau hasil h asil dari suatu formulasi dan produk sampingan yang masuk ke lingkungan dan punya kemampuan untuk menimbulkan pengaruh negatif bagi manusia.Toksikologi merupakan studi mengenai efek-efek yang tidak diinginkan dari zat-zat kimia terhadap organisme hidup. Toksikologi juga membahas tentang penilaian secara kuantitatif tentang organ-organ tubuh yang sering terpajang serta efek yang ditimbulkannya.

3.2 Saran  

Semoga makalah ini bisa memberi pengetahuan yang mendalam kepada para mahasiswa khususnya pengetahuan mengenai Toksikologi

 

Semoga makalah ini bisa dimanfaatkan dan dipergunakan dengan sebaik-baiknya.

  10