3. PENGARUH TOKSIKAN

Ingat bagaimana besar/kecil dosis pada organisme?

Konsentrasi toksik di lingkungan Sifat toksik Lama waktu pemaparan Frekuensi waktu pemaparan Jalur terpaparnya organisme

Efek toksik tergantung pada :Sifat resistensi organismeTingkat dosisRespon

Ingat jenis respon Organisme terhadap toksik?

Change from normal state

Local vs. Systemic Reversible vs.

Irreversible Immediate vs. Delayed Graded vs. Quantal

Efek toksik secara umum :

Organism stress affecting organism behaviour Physiological changes Slowing the rate of growth Affect lifespan and suppress survival Affect the structure of the general population Affect the comparison of sex and dominance of

species affect population size due to: death, effects on reproduction, growth rate

Affect community structure

Respon Organisme

Respon organisme

Respon biokimia

Respon fisiologiRespon

interaktif

Toksik masuk

Respon protektifMengurangi konsentrasi polutan

dalam sel

Mencegah/mengurangi interaksi toksik-komponen seluler

Toksik tidak lagi berbahaya

Respon non protektif

Respon biokimiaToksik yang masuk ke dalam tubuh di respon oleh sistem enzim/protein

(Walker et al., 2004)

Efek letal efek populasi

Efek seluler

Efek organ

Efek organisme

Efek ekosistem

Efek biosfer

neurophysiological, behavioural and reproductive effects :• inter-related• neurological changes can

affect behaviour, changes in behaviour can affect reproduction

trigger certain biochemical responses :• evolved either to break the chemical

down • store it in such a way that it is ‘hidden’

within a compartment, preventing interference with essential biochemical reactions within the cell

When pollutants are ingested by organisms, or pass into the blood across respiratory epithelia or theexternal surface of the body : • ‘compartmentalized’ in

particular organs within the body

• may be accidental or deliberate.

Respon fisiologi

(Walker et al., 2004)

(Walker et al., 2004)

Possible mechanisms for the entry of bioavailable metal ions from the surrounding medium into the cells of bivalves

(modified from Simkiss & Taylor, 1989 in http://www.ehu.es/europeanclass2003/biological_aspects_of_metal_accu.htm)

(Bangun, 2005)

 Photo of a tissue section through the digestive organ of a mussel after 12 hours of exposure

 (von Moos, 2012)

(Rudnicki et al, 2009)

Photographs showing the transvers section of fish, Tilabia mossambica exposed to sublethal concentration of mercury plus chromium

(Dwivedi et al, 2012)

Photographs showing the transvers section of fish, Lates calcarifer exposed to sublethal concentration of mercury plus chromium

(Dwivedi et al, 2012)

Respon interaktifRespon yang terjadi bila

terdapat interaksi 2 jenis polutan yang berbeda

Sinergis gabungan 2 jenis polutan mengakibatkan efek aditif pada toksik

Antagonisgabungan 2 jenis polutan mengakibatkan efek ‘saling menghilangkan/mengurangi’ pada toksik

Potentiation of toxicity : • The vertical axis =

the degree of toxic effect compound

• The horizontal axis = composition of the mixture

• The maximum dose of compounds A and B both give the same degree of toxic response X

Potentiation : when the toxicity of a mixture of two compounds exceeds the summation of toxicities of the individual components

(Walker et al., 2004)

Sumber : suffet, 1977b; Van Esch, 1977; Ochme, 1978; Laws, 1981, Moore dan Ramamorty, 1984; Mance, 1990; Ferguson, 1990 in Sanusi dan Putranto, 2009

Aktifitas Toksikan

Aktifitas toksik

Fisikokimia toksik

Faktor lingkunga

n

Interaksi toksikan

• solid, liquid, or gas• soluble in water or

lipid • organic or inorganic • ionized or nonionized

Membran : permeable terhadap nonionized nonionized substance lebih toksik dibanding ionized substance

• temperature, light, and humidity

• Perubahan temperatur : mempengaruhi DO dan kecepatan reaksi kimia

• Perubahan kelembaban : mempengaruhi kesensitifan dan fisiologi organisme

• Perubahan cahaya : mempengaruhi adaptasi terutama pada produsen primer

• Lead to manifestation of effects

• Synergistic, potentiative, or antagonistic depending on the chemicals and the physiological condition of the organism

Toksisitas Tropis vs Temperate

TropisSource :

AutochtonousAlochtonous Organism : Low range

adaptations

TemperateSource :

AutochtonousAlochtonous

Organism : Wide range adaptations

Uji Toksisitas

Dasar uji toksisitas :1. Respon organisme

terhadap toksikan2. Prinsip dosis-respon

•Acute toxicity test•Chronic toxicity test•Static toxicity test•Flow-through toxicity test•Sediment test•Bioconcentration study

Uji toksisitas

Acute toxicity test

• Uji jangka pendek yang dirancang untuk menguji efek toksikan pada organisme air selama jangka pendek siklus hidupnya

• Mengevaluasi tingkat kelulushidupan organisme selama 24-96 jam• Biasanya menggunakan 5 konsentrasi dan sebuah kontrol, dengan 10-20 organisme pada tiap konsentrasi dan

ulangan tiap konsentrasinya• Faktor lingkungan harus memenuhi kisaran :

• temperatur ±1°C• pH 6.5 - 8.5• saturasi DO > 60%• 140 - 160 mg/L as CaCO3• Salinitas normal

Chronic toxicity test

• Uji yang bertujuan untuk mengetahui pengaruh toksikan pada organisme air hingga toksikan mencapai dosis tertinggi, biasanya 1/10 atau lebih dari umur organisme

• Mengevaluasi pengaruh sublethal effects pada reproduksi, pertumbuhan, tingkah laku fisiologis dan perubahan biokimia

• Tingkat kelulushidupan sering menjadi tolok ukur, namun tidak selalu menjadi tujuan uji

• Dapat berlangsung hingga beberapa hari atau bulan

Static toxicity test

• Berasosiasi dengan acute toxicity test• Effluent, sediment, material tambahan dapat ditambahkan dalam uji ini• Selama uji dilakukan, air media uji tidak mengalami penggantian, atau penggantian

secara berkala• Digunakan untu mengetahui tingkat toksisitas yang meuncul pada stadia awal atau

sebagian siklus hidup organisme dengan menggunakan beberapa macam spesies• Dibatasi hingga 1 gr biomassa/liter sehingga tidak menggangu kebutuhan oksigen

Flow-through toxicity test

• Uji yang dilakukan pada sistem terbuka, dimana terjadi penggantian toksikan dan pengenceran oleh air

• Uji jangka waktu lama• Tidak terlalu memperhatikan pembentukan

amonia dan penggunaan DO

Sediment test

• Sedimen digunakan sebagai kontaminan yang mengendap sehingga mengurangi biovaibility toksikan

• Digunakan sebagai uji akut dengan menggunakan organisme yang sensitif atau stadia yang sensitif

• Sering digunakan sebagai uji bioakumulasi atau potensi toksisitas pada sedimen

• Uji dilakukan dengan memperhatikan : • Kedalaman sedimen• Jumlah organisme pada sedimen• Replika uji

Bioconcentration studies

• Uji yang menentukan akumulasi bersih dari toksikan yang berasal dari air dan organisme sehingga menghasilkan penyerapan dan depurasi secara berkelanjutan

• Tujuan uji : potensi akumulasi organisme yang dapat terkonsumsi oleh organisme pada tropik level di atasnya

• Dinyatakan dengan Bioconcetration Factor (BCF)

Faktor Biokonsentrasi

Adalah Rasio (l / kg) konsentrasi zat dalam jaringan organisme akuatik pada konsentrasi dalam air

Dapat juga ditentukan melalui pembagian kecepatan pemasukan dengan kecepatan pengeluaran

(van der Oost et al., 2003)

(Vassiliki dan Konstantina, 1984 dalam A.B. Falusi et al., 2007 )

(Environment Agency, 2011)

Ku = laju penyerapan (μg/l/jam)Kd = laju eliminasi (μg/l/jam)Cf1 = konsentrasi toksikan dalam tubuh ikan pada awal pengamatan (μg/kg)Cf2 = konsentrasi toksikan dalam tubuh ikan pada waktu t pengamatan (μg/kg)Cw = konsentrasi rataan toksikan dalam air selama penyerapan (μg/l)t = waktu pengamatan (jam)BCF = Biokonsentrasi Faktor

(Montanes dan Hattum, 1995)

contoh

(Amriani et al., 2011)

(Amriani et al., 2011)

TUGAS Buat makalah :

mengenai pengaruh akumulasi polutan terhadap sistem fisiologi dan morfologi organisme laut

Syarat makalah : Tema makalah tidak boleh sama setiap individu Jurnal min 5 buah jurnal internasional min 2 Tidak boleh menggunakan wikipedia atau blogspot Diketik A4 margin 3-3-3-3, spasi 1.15, arial 11

Dikumpulkan tgl 11 Oktober 2013 11.00

Bersambung ...

http://biosanctuary.com/