Bab 8 Kesehatan Lingkungan, Polusi,

dan Toksikologi

Mengapa polutan walau dalam jumlah sedikit

merupakan sumber keprihatinan besar?

Sasaran Belajar: Masalah kesehatan yang serius dan penyakit- penyakit dapat timbul dari unsur beracun dalam air, udara, tanah, dan bahkan pada bebatuan tempat kita membangun rumah. Setelah mempelajari topik ini, Anda seharusnya dapat memahami:

EES/mpkt B/ias 2

Memahami: • Bagaimana istilah toksik, polusi, kontaminasi,

karsinogen, sinergisme, dan biomagnifikasi digunakan dalam kesehatan lingkungan;

• Klasifikasi & karakteristik kelompok utama

polutan dalam toksikologi lingkungan;

• Mengapa ada kontroversi dan keprihatinan

mengenai komponen organik sintetik, seperti dioksin;

EES/mpkt B/ias 3

Memahami: • Apakah kita harus prihatin mengenai

pemajanan kepada medan elektromagnetik produk manusia;

• Konsep dosis-respons, dan bagaimana

hubungannya dengan gradien ekologik, dan toleransi zat;

• Bagaimana bekerjanya proses biomagnifikasi,

dan mengapa hal ini penting untuk toksikologi

EES/mpkt B/ias 4

Memahami: • Mengapa ambang batas pengaruh toksin

dalam lingkungan menjadi penting;

• Proses penilaian risiko dalam toksikologi &

mengapa proses tersebut seringkali sulit & kontroversial.

EES/mpkt B/ias 5

Kembali ke Pertanyaan utama: Mengapa polutan bahkan dalam jumlah sedikitpun merupakan masalah yang patut dicemaskan? 1. Karena sekali dilepas ke lingkungan, toksin akan pergi jauh ke mana saja, bahkan dalam jumlah kecil zat ini dapat mencapai tempat jauh dari sumber asalnya & menghasilkan dampak yang amat tidak diharapkan, 2. Beberapa toksin dapat tinggal dalam lingkungan beribu tahun,

EES/mpkt B/ias 6

Kembali ke Pertanyaan utama: 3. Terdapat bukti bahwa bahkan dlm jumlah yg dianggap tidak berbahaya, dpt menimbulkan akibat pd populasi tertentu mis. Anak-anak shg menimbulkan masalah bagi masyarakat. 4. Toksin dalam jumlah sedikit dalam tubuh, lama kelamaan dapat terakumulasi menjadi banyak.

EES/mpkt B/ias 7

8 EES/mpkt B/ias

Studi Kasus: Demaskulinisasi & Feminisasi Katak dalam Lingkungan Membran sel

Molekul reseptor

Beberapa Landasan • Dapatkah lingkungan membuat kita sakit?

• Timbulnya Penyakit tergantung pada beberapa

faktor, termasuk: lingkungan fisik, biologik, dan gaya hidup

• Apakah ‘kita’ merupakan satu-satunya penyebab

masalah?

• Fenomena alam (badai debu, banjir, proses vulkanik)

banyak di antaranya membahayakan bagi mahluk hidup.

9 EES/mpkt B/ias

Terminologi • Polusi berkenaan dengan perubahan yg tidak

dikehendaki pada lingkungan yang disebabkan pengenalan materi berbahaya atau produksi kondisi berbahaya

• Kontaminasi menyatakan perubahan sesuatu

menjadi tidak layak untuk penggunaan tertentu oleh karena terkena materi yg tak diharapkan

10 EES/mpkt B/ias

• Toksin merupakan substansi yang beracun (toksik) bagi manusia & makhluk hidup lain

• Toksikologi ialah ilmu yg mempelajari zat kimia

yang beracun/dapat menjadi toksik

• Karsinogen ialah suatu toksin yg meningkatkan

risiko terkena keganasan (kanker)

11 EES/mpkt B/ias

• Sinergisme ialah suatu konsep penting

• Merupakan interaksi substansi yg berbeda, yg

menghasilkan suatu efek gabungan yang lebih besar ketimbang efeknya sebagai substansi yg terpisah

12 EES/mpkt B/ias

• Bagaimana polutan memasuki lingkungan? – Titik sumber

– Area sumber (disebut juga sumber non- titik)

13 EES/mpkt B/ias

– Sumber bergerak

14 EES/mpkt B/ias

Kategori Polutan

• • • • • • •

Penyebab Infeksi Logam berat yg toksik Senyawa organik Polusi Thermal Partikel Bidang Elektromagnetik Bunyi

15 EES/mpkt B/ias

Logam Berat • Ada di sekitar kita

• Logam berat cenderung secara bertahap

berakumulasi dalam jaringan lemak tubuh. Sebagai akibat, sedikit arsenik setiap hari lama-kelamaan berakibat dosis yg fatal

• Merkuri (air raksa), thallium, & timah sangat

toksik bagi manusia

16 EES/mpkt B/ias

Jalur Toksik • Satu jalur ialah biomagnifikasi – Akumulasi atau peningkatan konsentrasi suatu substansi dlm jaringan hidup saat bergerak melalui jaringan makanan

• Dikenal juga sbg bioakumulasi

17 EES/mpkt B/ias

• Merkuri dalam ekosistem akuatik merupakan contoh lain biomagnifikasi

• Aktivitas Bakterial ke metilasi

• Merkuri metil jauh lebih toksik ketimbang

merkuri anorganik, dan proses eliminasi dari sistem tubuh lebih lambat

• Semakin tinggi dalam rantai makanan, semakin

tinggi konsentrasi merkuri

• Biomagnifikasi juga terjadi dalam lautan.

18 EES/mpkt B/ias

Jalur Merkuri

19 EES/mpkt B/ias

Merkuri & Minamata, Jepang • Suatu penyakit yg aneh mulai mengenai

hewan & manusia di pertengahan abad ke 20

• Pertama kali dikenali pada burung, burung,

kucing, & keluarga nelayan

• Sebuah pabrik vinyl chlorida di pesisir

menggunakan merkuri dlm bentuk anorganik

• Metilasi meningkatkan absorpsi ke dalam

jaringan ikan dari air dgn faktor 100

20 EES/mpkt B/ias

Empat Pelajaran dari Minamata 1. Respons individu terhadap polutan dalam dosis yg sama, amat bervariasi,

2. Polutan mempunyai ambang batas yang setelah dilampaui baru dapat diobservasi,

3. Beberapa pengaruh bersifat reversibel, sehingga pulih bila asupan polutan dihentikan,

4. Bentuk kimiawi polutan, aktivitas & potensinya akan mengalami perubahan melalui proses ekologi & biologi

21 EES/mpkt B/ias

Timah di Lingkungan Perkotaan • Timah merupakan

salah satu di antara logam toksik yang paling banyak ditemukan dalam lingkungan perkotaan kita

22 EES/mpkt B/ias

• Timah mempengaruhi hampir semua sistem dalam tubuh

• Timah kemungkinan turut menyebabkan

runtuhnya Kekaisaran Romawi

• Gletser Greenland masih mengandung timah

dari zaman Romawi kuno

• Bahkan jumlah yg sedikit dapat

mempengaruhi anak-anak – Dapat meningkatkan risiko ADD (attention-deficit

disorder), perilaku agresif, & kenakalan

23 EES/mpkt B/ias

Senyawa Organik • Senyawa Organik merupakan senyawa karbon

yg diproduksi secara alami oleh organisme hidup atau, secara sintetik melalui proses industrial

• Senyawa organik sintetik digunakan pada

proses industrial, pest control, obat-obatan, & additives makanan

• Ada > dari 20 juta bahan kimia!

24 EES/mpkt B/ias

• Polutan organik persisten diproduksi beberapa dekade y.l., saat bahayanya thd lingkungan belum diketahui, dan sekarang dilarang atau dibatasi • Kandungan: – Mempunyai struktur molekular berbasis karbon, seringkali mengandung chlorine yg amat reaktif.

– Tetap berada dalam lingkungan

– Bersifat polutif & toksik

– Larut dalam lemak, karenanya akan terakumulasi dalam jaringan hidup

– Dapat terbawa angin, air, dan sedimen hingga ke tempat-tempat jauh

25 EES/mpkt B/ias

• Satu contoh ialah polychlorinated biphenyls (PCBs)

• Semula dipakai untuk mengisolasi transformer elektrik • Transformernya lama kelamaan rusak dan membocorkan PCBs ke dalam tanah & sumber air • PCBs memasuki rantai pangan dan berbioakumulasi dalam ikan • Ikan ditangkap oleh nelayan lalu dimakan

• PCBs mungkin kemudian konsentrasi dalam jaringan lemak manusia & air susu ibu

26 EES/mpkt B/ias

• Contoh lain ialah dioksin

• Dioksin merupakan suatu produk-sampingan,

khas hasil pembakaran zat kimia & sampah

• Kota hantu dioksin Times Beach, Missouri

pada 1983

27 EES/mpkt B/ias

• Kita tahu bahwa dioksin berbahaya untuk organisme hidup

• Bagaimana dioksin mempengaruhi manusia

masih kurang jelas

• Kabar baiknya ialah bahwa emisi dioksin telah

menurun secara bermakna

28 EES/mpkt B/ias

Zat yang aktif secara Hormonal (Hormonally active agents=HAAs) • HAAs juga merupakan polutan organik persisten

• HAAs meliputi banyak sekali zat kimiawi, a.l. Bbrp herbisid, pestisida, & ftalat

• Hsl penelitian menghubungkan HAAs dg kelainan reproduktif pada khewan liar

– Florida alligators (semacam buaya berukuran kecil)

• Apakah HAAs memegang peranan dlm penyakit manusia?

– Hubungan dengan kanker payudara?

29 EES/mpkt B/ias

Polusi Thermal • Polusi Thermal terjadi apabila panas yang

dilepaskan ke dalam air & udara berakibat yang tidak menyenangkan

• Dapat terjadi secara mendadak, & peristiwa

satu-kali – Ledakan Vulkanik

• Atau masalah khronis yg berlangsung lama

– Pabrik tenaga listrik

30 EES/mpkt B/ias

• Ada beberapa solusi untuk thermal discharge khronis ke dalam air – Menara pendingin

– Danau

Penampungan

31 EES/mpkt B/ias

Menara Pendingin Basah & Kering

32 EES/mpkt B/ias

Partikel • Partikel adalah partikel debu (termasuk angus

& sert asbes) yg dilepas ke dalam atmosfer

33 EES/mpkt B/ias

• Asbestos— seberapa bahaya sebenarnya?

• Asbestos digunakan untuk insulasi & proteksi

terhadap kepanasan

• Kontak berlebihan dapat berakibat ‘asbestosis’

& kanker pada sejumlah pekerja industri

34 EES/mpkt B/ias

• Pengangkatan chrysolite asbestos dari rumah- rumah & bangunan publik sangat mahal, dan hanya sedikit bukti bahwa benda itu memang menimbulkan bahaya

35 EES/mpkt B/ias

Medan Elektromagnetik • Medan Elektromagneti (Electromagnetic

fields/EMF) merupakan bagian dari kehidupan perkotaan sehari-hari

• Motor Elektrik, kawat transmisi listrik, &

peranti elektrik memroduksi EMFs

• EMFs dengan cepat menghilang apabila jauh

dari sumbernya

• Kekuatan medan listrik yg khas biasanya

lemah 36 EES/mpkt B/ias

• Namun beberapa penelitian menyimpulkan bahwa anak-anak yg terpajan EMF dari jaringan listrik bertegangan tinggi berada dlm risiko lebih tinggi untuk menderita leukemia, lymfoma, & kanker sistem saraf

• Penelitian mutakhir tidak menemukan efek

demikian

• Meski telah banyak penelitian, namun belum

dapat disimpulkan hasilnya

37 EES/mpkt B/ias

Polusi Bising • Polusi bunyi ialah gelombang enerji bunyi yg

tidak dikehendaki

• Kenyaringan tergantung pada intensitas enerji

yg dibawa oleh gelombang bunyi

• Diukur dalam satuan (unit) desibel (dB) –

suatu skala logaritmik

38 EES/mpkt B/ias

• Konser rock dpt mencapai 110 dB

• Bunyi yg > besar 140 dB mengakibatkan nyeri, &

derajat tinggi dpt mengakibatkan kehilangan pendengaran yg menetap

• Kekerasan bunyi bukanlah masalah satu-satunya

39 EES/mpkt B/ias

Pemajanan Sukarela • Orang kadang memajankan diri thd polutan

berbahaya dengan sengaja

• Contohnya a.l. tembakau, alkohol, & napza

lainnya

• Konsekuensinya a.l. Ialah keadaan sakit,

tingkah laku kriminal, dan gangguan hubungan sosial

40 EES/mpkt B/ias

Efek Umum Polutan • Hampir setiap bagian tubuh manusia terpengaruh

41 EES/mpkt B/ias

Pengaruh Umum Polutan

42 EES/mpkt B/ias

Dosis dan Respons • Setiap substansi dalam jumlah besar substansi

dapat berbahaya, sementara jumlah yg sangat sedikit dapat relatif tak berbahaya

• Hal ini bahkan berlaku utk air!

• Tembaga, chromium, & mangan merupakan

unsur kimiawi yg dibutuhkan oleh hewan dalam jumlah sedikit namun dalam jumlah yg lebih tinggi bersifat toksik

43 EES/mpkt B/ias

Dosis dan Respons • Tidak semua individu berespon secara sama

terhadap dosis yg sama

• TD-50 merupakan dosis yang menghasilkan

respons toksik pada 50% populasi

44 EES/mpkt B/ias

Ambang Dosis di bawah ambang dosis ini, pemberian polutan tidak menunjukkan efek & karenanya dianggap aman

45 EES/mpkt B/ias

Ambang Dosis • Ada/tidaknya ambang untuk toksin lingkungan

merupakan masalah yg penting

• Tidaklah realistik utk mencapai pelepasan zero

polutan air atau zat kimia karsinogenik

• Bagaimana dengan kombinasi toksin?

EES/mpkt B/ias 46

Ragam Reaksi thd Polutan • Gradient ekologi adalah perubahan pada

tetumbuhan dengan semakin jauhnya kita bergerak dari sumber toksisitas

• Toleransi mungkin beragam di antara populasi

• Polutan dapat mempunyai efek segera (akut)

dan/atau jangka panjang (khronik).

47 EES/mpkt B/ias

Penilaian & Pengelolaan Risiko Penilaian Risiko merupakan proses penentuan potensi efek thd kesehatan suatu polutan. Tindakan ini meliputi: 1. Identifikasi bahaya 2. Penilaian dosis-respons 3. Penilaian Pemajanan 4. Karakterisasi Risiko

48 EES/mpkt B/ias

Pengelolaan Risiko • Pengelolaan risiko menuntut kita membuat

penilaian ilmiah dan menentukan tindakan apa yang harus kita lakukan untuk membantu memperkecil masalah kesehatan sehubungan dengan pemajanan terhadap polutan & toksin.

• Pengelolaan risiko mempertimbangkan

penilaian risiko kita ditambah isu teknis, hukum, politik, sosial dan ekonomis.

EES/mpkt B/ias 49

Sumber Power Point Presentation • Keller EA, Botkin DB. Environmental Health,

Pollution, and Toxicology. In: Essential Environmental Science. USA: John Wiley & sons, Inc.; 2008. p.134-53 .

EES/mpkt B/ias 50