EKOTOKSIKOLOGI DAN PERILAKU ZAT RACUN TERHADAP MAKHLUK HIDUPPencemaran terjadi pada saat senyawaan-senyawaan yang dihasilkan dari kegiatan manusia ditambahkan ke lingkungan, menyebabkan perubahan yang buruk terhadap kekhasan fisik, kimia, biologis dan estetis. Semua makhluk hidup yang bukan manusia juga menghasilkan limbah yang dilepaskan ke lingkungan, namun umumnya dianggap bagian dari sistem alamiah. Pencemaran biasanya dianggap terjadi sebagai hasil dari tindakan manusia. (Connel dan Miller, 1995).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) sedangkan, menurut Butler, 1987 dalam Principles of Ecotoxicology, ekotoksikologi adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan masuknya agen dan interaksi dengan lingkungan.

Gambar 1.1Ekotoksikologi merupakan studi multidisipliner mengenai efek toksik substansi pada species dalam kompleks system (Leuween 1995 dalam Buku Ajar Andhika Puspito Nugroho, M.Si).Ekotoksikologi pencemar dianggap sebagai suatu rentetan interaksi dan pengaruh yang diatur oleh sifat-sifat kimia dan fisikanya. Pencemar yang dilepaskan kelingkungan dapat mengalami hamburan fisik di atmosfer, air atau tanah dan sedimen bergantung pada sifat-sifat fisika-kimianya. Pada waktu yang sama, dapat termodifikasi secara kimia dan terdegradasi dengan proses abiotik atau lebih sering oleh jasad renik yang ada dalam lingkungan. Seringkali hasil degradasi tidaklah berbahaya, namun kadang-kadang mereka sendiri dapat memiliki dampak buruk yang lebih besar dari pencemar aslinya. Dalam beberapa kasus, lingkungan dapat dimodifikasi oleh proses degradasi daripada oleh pencemar itu sendiri. Sebagai contoh, dalam air, degradasi bahan organik seperti karbohidrat menghasilkan hilangnya oksigen terlarut dalam massa air karena bertambahnya kegiatan jasad renik (Connel dan Miller, 1995).Makhluk hidup memiliki berbagai reaksi mulai dari pengaruh yang sangat kecil sampai ke subletal seperti, berkurangnya pertumbuhan, perkembangbiakan, pengaruh perilaku, atau kematian yang nyata. Ekosistem alamiah yang rumit pada makhluk hidup merupakan suatu bagian integral, dapat bereaksi dalam berbagai cara untuk mempengaruhi komponen makhluk hidup. Hubungan rantai makanan, aliran energi, dan sebagainya, dapat berubah (Connel dan Miller, 1995).Adanya polutan dalam suatu lingkungan (ekosistem), dalam waktu singkat, dapat menyebabkan perubahan biokimiawi suatu organisme. Selanjutnya perubahan tersebut dapat mempengaruhi perubahan fisiologis dan respon organisme, perubahan populasi, komposisi komunitas, dan fungsi ekosistem. Perubahan biokimiawi sampai dengan ekosistem menunjukkan adanya peningkatan waktu respon terhadap bahan kimia, peningkatan kesulitan untuk mengetahui hubungan respon dengan bahan kimia spesifik, dan increasing importance.

Gambar 1.2 Sumber, distribusi, transpor, dan transformasi polutan serta respon terhadap polutan pada organisme, populasi, komunitas, dan ekosistem(Francis 1994 dalam Buku Ajar Andhika Puspito Nugroho, M.Si).Berdasarkan gambar 1.2 di atas, polutan dilepaskan dari sumber polutan ke dalam ekosistem, selanjutnya mengalami proses distribusi dan transpor melalui daur atau siklus biogeokimia serta mengalami transformasi, baik secara fisik atau biologis. Polutan tersebut kemudian dapat diuptake oleh organisme dan dapat menyebabkan efek letal (kematian) dan subletal. Dalam tubuh organisme, polutan dapat mengalami biotransformasi dan bioakumulasi. Selanjutnya, terjadi perubahan karakteristik dan dinamika populasi (reproduksi, imigrasi, recruitment, mortalitas), struktur dan fungsi komunitas (diversitas spesies, perubahan hubungan predator prey), dan fungsi ekosistem (respirasi terhadap rasio fotosintesis, laju siklus nutrien, dan pola aliran nutrien).Masuknya polutan ke dalam lingkungan terbagi 2 yaitu secara alami dan sumber dari aktivitas manusia. Secara alami dapat dari daur biogeokimia dan pelapukan batuan, sedangkan yang disebabkan aktivitas manusia dapat dari pelepasan unintended (kecelakaan nuklir, penambangan, kecelakaan kapal), pembuangan berbagai jenis limbah ke lingkungan secara sengaja maupun tidak sengaja dan aplikasi biocide dalam penanganan hama dan vector (Nugroho,2004).

Asas-Asas Yang Mengatur Interaksi Pencemaran Dengan Sistem Alami2. 1 Penerapan Ekotoksikologi Ekotoksikologi adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisika pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas serta ekosistem, termasuk jalan masuknya agen dan interaksi dengan lingkungan. Pengaruh racun dapat berupa letalitas (mortalitas) serta pengaruh subletal seperti gangguan pertumbuhan, perkembangan, reproduksi, tanggapan farmakokinetik, patologi, biokimia, fisiologi, dan tingkah laku (Butler, 1987).Dengan mempelajari ekotoksikologi dapat diketahui keberadaan polutan dalam suatu lingkungan (ekosistem) yang dalam waktu singkat, dapat menyebabkan perubahan biokimiawi suatu organisme. Selanjutnya perubahan tersebut dapat mempengaruhi perubahan fisiologis dan respon organisme, perubahan populasi, komposisi komunitas, dan fungsi ekosistem. Perubahan biokimiawi sampai dengan ekosistem menunjukkan adanya peningkatan waktu respon terhadap bahan kimia, peningkatan kesulitan untuk mengetahui hubungan respon dengan bahan kimia spesifik, dan increasing importance (Puspito, 2004).Pengangkutan dan perubahan bentuk bahan toksik di lingkungan baik di udara, air, tanah maupun dalam tubuh organisme (merupakan bagian utama penyususn ekosfer bumi) sangat dipengaruhi oleh sifat fisika-kimia bahan tersebut. Perilaku serta pengaruh bahan toksik di lingkungan berhubungan dengan dinamika keempat bagian utama penyusun ekosfer tersebut. Bahan toksik yang ada di lingkungan pada umumnya mengalami perpindahan dari satu bagian utama ekosfer ke bagian utama ekosfer lainnya. Perpindahan atau transformasi bahan toksik di lingkungan dapat berupa transformasi fisik, kimia dan biologis (Puspito,2004).Transformasi atau perpindahan bahan toksik di lingkungan yang terjadi secara fisik antara lain dapat melalui proses: perpindahan meteorologik, pengambilan biologis, penyerapan, volatilisasi, aliran, pencucian dan jatuhan. Transformasi kimia dapat melalui proses fotolisis, oksidasi, hidrolisis dan reduksi, sedangkan transformasi biologis berlangsung melalui proses biotransformasi. Penyebaran bahan toksik di lingkungan perairan sangat dipengaruhi oleh sejumlah proses pengangkutan seperti evaporasi (penguapan), presipitasi, pencucian dan aliran. Penguapan akan menurunkan konsentrasi bahan toksik dalam air, sedangkan presipitasi, pencucian dan aliran cenderung meningkatkan konsentrasi bahan toksik (Connel dan Miller, 1995).Dalam ekotosikologi diketahui bahan-bahan toksik yang berupa senyawa kimia organik yang menimbulkan pengaruh merugikan lingkungan perairan antara lain: protein, karbohidrat, lemak dan minyak, pewarna, asam-asam organik, fenol, deterjen dan pestisida organik. Pengaruh negatif senyawa kimia organik terhadap organisme perairan dipengaruhi oleh banyak faktor, seperti konsentrasi senyawa kimia, kualitas fisika-kimia air, jenis, stadia dan kondisi organisme air serta lama organisme terpapar senyawa kimia tersebut (Aryani et al., 2004).Ada beberapa kelompok pencemar yang dapat dikategorikan menjadi 6 aspek: 1. Bahan organik. Pada dasarnya terdiri dari karbohidrat , protein, dan lemak, serta menyebabkan berkurangnya oksigen terlarut dengan cara menstimulasi pertumbuhan jasad renik.2. Hara Makanan Tumbuhan. Senyawaan ini biasanya kaya akan oksigen dan fosfor serta menstimulasi pertumbuhan tanaman secara berlebihan.3. Zat Beracun. Ini adalah senyawaan yang megganggu metabolisme dan aktivitas fisiologis dan cara yang merugikan pada kepekatan rendah4. Padatan Tersuspensi. Senyawaan ini memiliki pengaruh yang mirip dengan senyawaan beracun namun tidak bertindak melalui hubungan timbal balik fisik pada kepekatanyang cukup tinggi.5. Energi. Pencemaran energi terutama disebabkan oleh pelepasan panas. Pengaruhnya mirirp dengan pengaruh zat beracun namun aktivitas ini disebabkan oleh masukan energi panas.6. Jasad renik patogen. Ini menyebabkan suatu oengaruh beracun pada makhluk hidup namun pengaruhnya disebabkan oleh makhluk hidup dibandingkan dengan senyawaan kimia.

Berikut ini adalah bahan-bahan senyawa kimia organik dan efeknya terhadap lingkungan : ProteinKehadiran senyawa protein di dalam badan perairan berasal dari sampah domestik dan buangan industri. Beberapa jenis industri yang mengeluarkan buangan mengandung protein antara lain: industri susu, mentega, keju, pengolahan makanan/minuman, tekstil, penyamakan kulit dan industri pertanian. Kehadiran protein di lingkungan perairan umumnya tidak langsung bersifat toksik tetapi dapat menimbulkan pengaruh atau efek negatif, antara lain terbentuknya media pertumbuhan berbagai organisme patogen, menimbulkan bau tidak sedap dan meningkatkan kebutuhan BOD (Biological Oxygen Demand) (Dix, 1981).

KarbohidratSelain berasal dari sampah domestik, karbohidrat juga dapat berasal dari buangan industri.Masuknya karbohidrat ke dalam air dapat menyebabkan peningkatan BOD dan menimbulkan warna pada air.

Lemak dan minyakBuangan yang mengandung lemak dan minyak dapat berasal dari berbagai kegiatan industri. Perairan laut juga dapat kemasukan minyak yang berasal dari pengoperasian kapal, kilang minyak, sisa pembakaran bahan bakar minyak di atmosfer yang jatuh bersama air hujan, buangan industri, limbah perkotaan, kecelakaan kapal tanker serta pecah atau bocornya sumber minyak lepas pantai (Laws, 1981). Seperti halnya dampak masuknya senyawa protein dan karbohidrat ke dalam lingkungan perairan, senyawa lemak dan minyak juga dapat berpengaruh negatif terhadap kehidupan akuatik. Adanya lemak dan minyak dalam badan air dapat menyebabkan peningkatan turbiditas air sehingga mengurangi ketersediaan cahaya yang sangat diperlukan organisme fotosintetik di dalam air. Disamping itu, molekul lemak dan minyak berukuran besar akan mengendap di dasar perairan sehingga dapat mengganggu aktivitas serta merusak kehidupan bentos dan daerah pemijahan ikan (spawning ground) dan meningkatkan BOD.

PewarnaTerdapatnya pewarna dalam suatu perairan antara lain berasal dari buangan industri (tekstil, penyamakan kulit, kertas dan industri bahan kimia). Menurut Santaniello (1971) warna air yang Iebih dari 50 unit akan membatasi aktivitas organisme fotosintetik sehingga akan mengurangi kandungan oksigen terlarut atau DO (Dissolved Oxygen) serta mengganggu kehidupan berbagai organisme air.

Asam-asam organikAsam-asam organik berada dalam air antara lain dapat berasal dari buangan industri (bahan kimia dan industri pertanian). Keberadaan senyawa asam organik dapat menyebabkan penurunan derajat keasaman (pH) air dan pada nilai pH tertentu (acid dead point) dapat mengakibatkan kematian ikan maupun organisme air lainnya.

DeterjenTerdapatnya deterjen dalam suatu perairan dapat berasal dari buangan rumah tangga dan industri (susu, mentega, keju, tekstil, dan industri pertanian). Nickless (1975) menyatakan bahwa sebagian besar deterjen dapat menimbulkan dampak negatif terhadap ekosistem perairan yaitu dapat menghambat aktivitas atau bahkan membunuh berbagai jenis mikroorganisme.Selain itu, deterjen juga menyebabkan pengkayaan nutrien pada suatu badan air sehingga dapat mengakibatkan terjadinya eutrofikasi yang sangat merugikan lingkungan perairan.

Pestisida organicPestisida yang digunakan di seluruh dunia telah menyababkan penyebaran pestisida yang lebih persisten ke seluruh eksosfer dunia. Atmosfer telah dipostulasikan menjadi jalur utama untuk penyebaran ke seluruh dunia ini (Risebrough dkk, 1968; Woodwell dkk, 1971)Pestisida lepas ke lingkungan baik dalam bentuk parikulat atau sebagai suatu uap dari daerah penguapan, secara umum pestidida atmosfer terpartisi antara bentuk uap dan partikulat (Seiber dkk., 1975). Pestisida organik yang masuk ke dalam lingkungan air dapat berasal dari aktivitas pertanian, perkebunan dan dari buangan industri pengolahan makanan/ minuman.Diantara sejumlah besar pestisida yang diproduksi dan diperdagangkan, yang paling banyak digunakan masyarakat yaitu pestisida yang termasuk golongan organoklorin dan organoposfat. Pestisida organoklorin sangat berbahaya karena mempunyai toksisitas bersifat kronik, stabil, dan tahan urai dalam lingkungan. Salah satu contoh organoklorin yang sangat berbahaya yaitu DDT (Dichloro-Diphenyl-Trichloro-ethane). Jenis pestisida yang pertama kali dibuat oleh Zeidler pada tahun 1874 tersebut apabila berada dalam air mempunyai waktu paruh antara 2,5-5 tahun tetapi residunya dapat bertahan hingga lebih dari 25 tahun. Pestisida yang tahan urai seperti DDT dapat terakumulasi dalam rantai makanan (biomagnification) sehingga dalam tubuh udang dan ikan dapat mengandung konsentrasi pestisida sebanyak 1000-10.000 kali lebih besar daripada yang terkandung dalam perairan di sekelilingnya. Hewan yang di dalam rantai makanan mempunyai arcs trofik (trophic level) lebih tinggi seperti burung, anjing laut, dan lumba-lumba dapat mengandung hingga 55 ppm DDT dalam jaringan Iemaknya. Berdasarkan penelitian menunjukkan kandungan DDT dalam jaringan lemak tubuh manusia di berbagai negara besarnya sangat bervariasi, misalnya: di Inggris lebih kurang 1 ppm, di Amerika Serikat lebih kurang 2 ppm, dan di India dapat lebih tinggi dari 10 ppm (Benn & McAuliffe 1975).Pengaruh buruk pencemar secara umum dapat dikaitkan dengan faktor lingkungan :1. Produksi pabrik yang berlebihan 2. Deoksigenasi3. Pengaruh fisiologis yang toksis atau hampir sama buruknya dengan makhluk hidup

2.2 Interaksi Biologis Dengan Pencemar Interaksi antara proses lingkungan dan sifat fisika-kimiawi pencemaran menentukan penyebarananya, nasibnya, dan pengaruhnya terhadap kehidupan makhluk hidup. Masuknya dan kemungkinan bioakumulasinya diatur oleh sejumlah pengangkutan utama dan proses perubahan bentuk (Connel dan Miller, 1995). Sebelum suatu pencemar disebarkan ke dalam suatu makhluk hidup, ia harus melewati suatu membran dan masuk ke dalam ruang sel (Tinsley, 1979). Membran memegang peranan penting dengan mengatur pergerakan pencemar dan zat kimia lainnya melalui derajat kepekatan pada salah satu sisi bagian perbatasan membran. Proses ini perlu untuk urutan normal fungsi, khususnya metabolisme. Berbagai mekanisme mencakup difusi pasif, filtrasi penangkutan aktif, difusi yang dilayani dan pinositosis.Proses BioakumulasiPengambilan dan retensi pencemar atau bioakumulasi oleh makhluk hidup mengakibatkan peningkatan kepekatan yang dapat memiliki pengaruh yang merusak. Proses ini dapat terjadi oleh penyerapan langsung dari lingkungan sekeliling atau oleh penyerapan suatu pencemar dari makhluk hidup sebagai bahan makanan. Pencemar dalam makhluk hidup sebagai bahan makanan dapat timbul dari sumber yang sama. Dalam suatu rantai makanan, pencemar dapat dipindahkan dari satu tingkat trofik ke tingkat trofik lainnya (Connel dan Miller, 1995). Biomagnifikasi

2.3 Perilaku Racun Dalam Makhluk HidupAdanya suatu kerangka dasar toksikologi yang mencakup suatu fase penggantian dari pengambilan atau absorpsi racun ke tanggapan fisiologis dan perilaku dari makhluk hidup yang terkena. Fase awal meliputi proses biologis yang mempengaruhi absorpsi, penyebaran, dan metabolisme zat kimia. Fase kinetik inilah yang memnentukan bentuk kimiawi dan pengangkutan zat kimia aktif pada tempat aksi primer. Pada titik ini, terdapat suatu fase toksodinamik dimana primer (enzim, lemak, membran, asam nukleat dan sebagainya). Kompleks penerima ligan yang terbentuk dalam reaksi primer atau, pilihan lain, setiap radikal bebas yang reaktif (misalnya ion peroksida, hidroksil) dapat memulai suatu rangkaian rumit pengaruh biologis yang berubah menjadi suatu tanggapan letal atau subletal.

Aspek metabolik mekanisme toksisitasSetiap hipotesis mengenai mekanisme toksisitas perlu mengenali kegiatan senyawaan asal dan metabolitnya. Boyd (1980) telah mengusulkan dua kelas mekanisme toksisitas umum yang memisahkan antara toksisitas ekstrahepatik (bukan hati) yang disebabkan oleh senyawaan asal yang aktif dan metabolit aktif . tetapi kedua mekanisme dapat diperluas untuk mencakup toksisitas hepatik dan ekstrahepatik. Gambar 3.2 menggambarkan secara skematik jalur toksifikasi potensial dan detoksifikasi yang melibatkan kedua kelas mekanisme toksisitas ini.1. Mekanisme A. Senyawaan asal zat racun utama yang bertanggun jawab atas kerusakan jaringan hepatik atau ekstrahepatik dan metabolisme melayani fungsi detoksifikasi saja. Letak aksi racun dapat spesifik dan nonspesifik. Ini dapat bergantung pada faktor seperti kontak selektif, pengambilan yang disukai, dan akumulasi zat racun dalam jaringan sasaran, atau adanya penerima spesifik atau letak aksi lain yang sangat rentan.2. Mekanisme B.Toksisitas diinduksi oleh metabolit aktif dan tidak oleh senyawaan asal. Metabolit aktif dapat dilepaskan in situ dalam sel atau jaringan hepatik atau nonhepatik. Dalam kaitannya dengan toksisitas ekstrahepatik, Boyd (1980) telah mencirikan dua jenis mekanisme: B mekanisme I di mana metabolit racun dibentuk in situ dalam jaringan atau sel ekstrahepatik dan B mekanisme II di mana mereka terbentuk dalam hati dan diedarkan ke jaringan ekstrahepatik. Derajat kerusakan yang disebabkan dalam organ dan jaringan akan bergantung pada faktor-faktor seperti yang disebutkan dalam mekanisme A. Penyebaran dan kegiatan sistem metabolik juga merupakan penentu aksi racun yang sangat penting.

Sejumlah gabungan mekanik atau mekanisme hibrida lainnya dapat diturunkan dari kedua skema penting terkutub yang disusun diatas. Ini penting dalam situasi dengan kontak peracunan ganda, sebagai contoh, pengambilan logam beracun dan insektisida hidrokarbon terklorinasi di mana terdapat kategori hibrida. Beberapa Mekanisme Yang Melewati Zat Racun Dapat Mengganggu Proses Biokimiawi Yang Penting Dan Fungsi Fisiologis Dalam Makhluk Hidup (Ariens Dkk., 1976; Jernelov Dkk., 1978; De Bruin, 1976) antara lain: 1. Membran sel : perusakan atau modifikasi premeabilitas membran, pengacauan sistem perpindahan yang diperantarai dengan cara turut-campur dengan pembawa dan produksi ATP2. Enzim : inhibisi dapat balik atau tidak dapat balik dari enzim(ko enzim, substrat, atau pengaktif logam) oleh zat kimia.3. Metabolisme Lemak : pengacauan metabolisme lemak dapat menyebabkan kegagalan fungsi hati, termasuk akumulasi lemak patologis dalam hati. Kapasitas lemak untuk mensintesis kolesterol dapat digagalkan4. biosintesis protein : sintesis protein dapat dipengaruhi oleh sejumlah besar zat eksogenus (zat yang berasal dari luar tubuh), terutama melalui pendekatan kapasitas protein untuk mensintesis yang bertempat di dalam retikulum endoplasmik yang kasar dari sitoplasma di dalam sel. Dalam beberapa kasus, suatu pengaruh yang merangsang timbul melalui pertambahan sintesis protein mikrosomal.5. sistem enzim mikrosomal : pergantian dalam fungsi enzim mikrosomal-rangsangan atau inhibisi yang di induksi oleh banyak zat kimia di lingkungan6. proses pengaturan dan pertumbuhan : struktur atau kegiatan enzim pengatur dapat diubah dan sintesis, penyimpanan, pelepasan, atau pengasingan hormon dapat digagalkan oleh zat beracun dalam berbagai cara. Penurunan laju pertumbuhan dapat mengikuti gangguan kimiawi jalur dan laju metabolisme.7. metabolisme karbohidrat : penggagalan proses oksidasi dan glikolitik, pelambanan biokimiawi yang disebabkan oleh zat kimia dapat mengagnggu proses biosintesis dan pemecahan karbohidrat yang normal, dilanjutkan dengan penataan ulang dalam reaksi rantai pernafasan8. pernafasan : pengangkutan elektron sepanjang rantai pernafasan dapat dihambat pada tempat spesifik oleh zat racun yang berbeda, pemisahan dan inhibisi fosforilasi oksidatif.Tingkatan tanggapan akan bergantung pada kepekatan atau dosis sebenarnya yang mencapai penerima atau jaringan target dalam fase dinamik (Connel dan Miller, 1995).2. 3 Ekotoksikologi Zat Beracun

Zat racun dapat mempengaruhi ekosistem dalam berbagai cara, namun dalam bentuknya yang paling sederhana, ada dua jenis dasar yang mungkin:1. Toksisitas kematian akut (letal) pada waktu yang singkat karena buangan zat beracun, atau perlakuan suatu daerah dengan bahan beracun pada satu kali kesempatan2.Pengaruh belum mematikan (subletal) yang kronis dapat terjadi dalam suatu daerah akibat timpaan kepekatan yang belum mematikan selama selang waktu yang lama secara terus menerus. Sebagai perbandingan, pengaruh subletal adalah pengaruh yang merusak kegiatan fisiologis atau perilaku tetapi tidak menyebabkan kematian langsung meskipun kematian dapat terjadi karena gangguan terhadap proses makan, pertumbuhan atau perilaku yang tidak normal, lebih mudah ditangkap pemangsanya, kurangnya kemampuan mengkoloni, atau sebab-sebab lain yang tidak langsung. Pengaruh ini tidak hanya menyebabkan perubahan dalam populasi spesies individu, tetapi juga menyebabkan pergeseran komposisi dan diversifikasi spesies (GESAMP, 1977)

Selain itu, bahan-bahan anorganik juga dapat menjadi toksik bila melebihi konsentrasi tertentu dalam lingkungan. Berikut ini adalah bahan-bahan toksik yang berupa senyawa kimia anorganik : Asam dan alkaliAsam dan alkali dapat berasal dari buangan industri tekstil, bahan kimia, rekayasa dan industri metalurgi.Asam dan alkali jika masuk ke dalam tubuh organisme dapat mempengaruhi aktivitas berbagai enzim sehingga menimbulkan gangguan fisiologik, membinasakan organisme serta mempengaruhi Jaya racun atau toksisitas zat toksik lainnya.

Logam dan garam-garam logam

Logam dalam sistem Perairan Air alamiah dan bahan-bahan partikulat yang berhubungan merupakan sistem elektrolit heterogen yang rumit dan mengandung sejumlah besar spesies organik dan anorganik tersebar diantara fase cair dan padat. Logam runutan yang memasuki perairan alami menjadi bagian dari sistem ini dan proses penyebarannya diatur oleh susuann interaksi dan keseimbangan fisika-kimia yang dinamis (Stumm dan Morgan, 1970).Logam-logam di atmosfer berdasarkan sumber alamiahnya berasal dari (1) debu-debu dari kegiatan gunung berapi, (2) erosi dan pelapukan tebing dan tanah, (3) asap dari kebakaran hutan, dan (4) aerosol dan partikulat dari permukaan lautan. (Connel dan Miller, 1995).Cairan limbah rumah tangga dan aliran air badai perkotaan. Jumlah loham runutan yang cukup besar disumbangkan ke dalam cairan limbah rumah tangga oleh sampah-sampah metabolik, korosi pipa-pipa air (Cu, Pb, Zn, dan Cd) dan produk-produk consumer (misalnya, formula detergen yang mengandung Fe, Mn, Cr, Ni, CO, Zn, B dan As). Kepekatan seringkali beranah dalam milligram per liter tetapi, beragam menurut factor-faktor seperti pola penggunaan air, jangka waktu dalam tahun, dan keadaan ekonomi konsumen. Perilaku air limbah dengan proses lumpur yang diaktifkan pada umumnya menghilangkan kurang dari 50% cairan buangan logam-logam yang meghasilkan cairan limbah dengan kandungan loham jarang yang nyata. Pembuangan sampah lumpur dapat menyumbangkan pengkayaan logam (Cu, Pb, Zn, dan Ag) ke dalam air penerima (Williams dkk., 1974). Sebagai contoh air limbah perkotaan dan tempat penimbunan sampah-sampah rumah tangga serta industri merupakan sumber-sumber buatan untuk kandungan Cd, Cr, Cu, Fe, Pb dan Hg di New York Bight (Mueller dkk., 1976)Berbagai unsur logam dan garam logam yang ada dapat berasal dari pelapukan tanah atau batuan, letusan volkanik, penambangan dan industri (penyamakan kulit, kertas, bahan kimia, rekayasa, metalurgi dan industri pertanian).Dalam jumlah kecil beberapa jenis logam tertentu memang diperlukan organisme tetapi dalam konsentrasi tinggi semua jenis logam bersifat toksik. Logam-logam berat, yaitu unsur logam yang mempunyai massa atom lebih dari 20 seperti: besi (Fe), timbal (Pb), merkuri (Hg), kadmium (Cd), seng (Zn), tembaga (Cu), nikel (Ni) dan arsen (As) umumnya berpengaruh buruk terhadap proses-proses biologi.Beberapa dampak keracunan logam berat antara lain: 1) Bereaksinya kation logam berat dengan fraksi tertentu pada mukosa insang sehingga insang terselaputi oleh gumpalan lendir-logam berat dan hal tersebut dapat mengakibatkan organisme air mati lemas.2) Keracunan fisiologik karena logam berat berikatan dengan enzim yang berperanan penting dalam metabolisme. 3) Merkuri (Hg) dan timbal (Pb) dapat berikatan dengan gugus sulfhidril (- SH) dalam protein sehingga akan mengubah bagian-bagian katalitik suatu enzim.4) Merkuri (Hg), timbal (Pb), kadmium (Cd) dan tembaga (Cu) dapat menghambat pembentukan ATP dalam mitokondria serta dapat berikatan dengan membran sel sehingga mengganggu proses transpor ion antar sel.5) Seng (Zn) dapat menghambat kerja sistem sitokrom dalam mitokondria karena terganggunya transpor elektron antar sitokrom-b dan sitokrom-c.6) Timbal (Pb) dan kadmium (Cd) dapat menggantikan kedudukan Ca dalam tulang sehingga menyebabkan terjadinya kerapuhan tulang7) Timbal (Pb), kadmium (Cd), merkuri (Hg) dan krom (Cr) dapat terakumulasi dalam hati (hepar) dan ginjal (ren) sehingga dapat menyebabkan kerusakan dan gangguan fungsi kedua organ tersebut 8) Merkuri (Hg), timbal (Pb) dan tembaga (Cu) dapat mengakibatkan kerusakan otak dan sistem saraf tepi (Dix, 1981).

HidrokarbonHidrokarbon dalam suatu sampel lingkungan berdasarkan komposisinya, sulit untuk menentukan asal-muasal hidrokarbon dikarenakan sumber dan fluks hidrokarbon yang berbeda untuk mennetukan besaran danlaju pemasukan senyawaan ini kedalam sektor lingkungan tertentu. Akibatnya, setiap pengukuran ektosikologi dari dampak hidrokarbon minyak bumi dalam sistem lingkungan secara menyeluruh bergantung pada pengetahuan akan kesetimbangan zat dan aliran operasi minyak bumi serta laju produksi dan alur hidrokarbon terbaru kompartemen dan reservoir global (Connel dan Miller, 1995).

Posfat dan nitrat

Posfat dan nitrat dapat berasal dari erosi dan dekomposisi sisa-sisa bahan organik serta industri (susu/mentega/keju, bahan kimia, tungku kokas, rekayasa, metalurgi, dan industri pertanian). Akibat masuknya posfat dan nitrat ke dalam lingkungan perairan antara lain: 1) Eutrofikasi yang dicirikan oleh tingginya produksi biologik antara lain berupa ledakan komunitas alga (algal blooms). Jika suatu perairan dipenuhi oleh tumbuhan air baik makrofita maupun mikrofita (plankton), maka hal tersebut akan mengurangi penetrasi cahaya dan menghalangi proses difusi oksigen dari udara ke dalam air. Kematian massal algae yang diikuti dengan perombakan biologik akan menyebabkan terjadinya defisiensi oksigen terlarut dan menimbulkan bau tidak sedap. 2) Dalam usus manusia beberapa jenis bakteri dapat mereduksi nitrat menjadi nitrit yang dapat berikatan dengan haemoglobin (Hb) membentuk methaemoglobin. Dengan terbentuknya methaemoglobin dalam darah akan menyebabkan penurunan kapasitas angkut 02 oleh darah. Jika penurunan kemampuan darah mengangkut oksigen tersebut terus berlanjut dan makin parch, maka dapat menyebabkan anoksia (methaemoglobin anemia atau penyakit blue baby). 3) Dalam tubuh manusia nitrit dapat mengalami perubahan lebih lanjut menjadi amin atau nitrosamin yang dapat merangsang timbulnya kanker perut.

Garam-garam lainBerbagai senyawa garam yang masuk ke dalam air dapat berasal dari buangan industri (susu/mentega/keju, tekstil, penyamakan kulit, kertas dan industri bahan kimia).

Obat pengelantang (bleaches)Obat pengelantang dengan rumus kimia Ca (C10)2 banyak terkandung dalam buangan industri tekstil, kertas dan laundry. Sianida dan sianat Sianida dan sianat di suatu perairan dapat berasal dari buangan industri.Sianida dan sianat bersifat sangat toksik, terutama pada pH rendah dan merupakan racun pernafasan yang sangat mematikan. Reaksi CN dengan logam akan menghasilkan senyawa yang sangat beracun.

KromatMasuknya kromat ke dalam lingkungan perairan dapat berasal dari buangan berbagai jenis industri seperti penyamakan kulit, petrokimia, metalurgi dan industri rekayasa.Toksisitas kromat umumnya tidak setoksik kation logam berat lainnya.Kromium (Cr) bervalensi 6 (kromat atau dikromat) toksisitasnya tidak seakut kromium bervalensi 3 (garam-garam kromium).

Mineral (lempung dan tanah)Mineral yang terkandung dalam partikel-partikel lempung dan tanah yang masuk ke dalam perairan dapat berasal dari buangan industri seperti industri pengolahan makanan/minuman, kertas dan industri pertanian.

Dengan mempelajari ekotoksikologi dapat diketahui keberadaan polutan dalam suatu lingkungan (ekosistem) yang dalam waktu singkat, dapat menyebabkan perubahan biokimiawi suatu organisme.Selanjutnya perubahan tersebut dapat mempengaruhi perubahan fisiologis dan respon organisme, perubahan populasi, komposisi komunitas, dan fungsi ekosistem.Untuk mencegah terjadinya pencemaran terhadap lingkungan oleh berbagai aktivitas industri dan aktivitas manusia, maka diperlukan pengendalian terhadap pencemaran lingkungan dengan menetapkan baku mutu lingkungan.Salah satu contoh rekayasa teknologi dalam lingkungan yaitu fitoremediasi, fitotoksikologi, bioremediasi dan lain-lain.Penerapan teknologi fitoremediasi menggunakan tumbuhan sebagai agensia pembersih lingkungan.Ekotoksikologi berperan dalam konservasi terumbu karang dan pengolahan sampah menjadi kompos.Biomonitoring merupakan "slat" untuk mempelajari dinamika suatu ekosistem, balk secara meruang maupun mewaktu, sebagai usaha melindungi ekosistem dan kepentingan manusia. Kegiatan pemantauan tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan parameter fisik, kimiawi, dan biologis.Salah satu penerapan biomonitoring adalah biomonitoring degradasi ekosistem akibat limbah CPO di muara sungai Mentaya Kalimantan Tengah dengan metode Elektromorf Isozim Esterase.

Pada ekotokologi dapat diketahui toksisitas suatu bahan, sehingga dapat dibuat baku mutu lingkungan dan teknologi konservasi lingkungan. Berdasarkan hasil studi literature ini, penerapan dan pengembangan teknologi dalam konservasi lingkungan masih sedikit ditemukan.Oleh karena itu disarankan untuk terus mempelajari dan menemukan alternative konservasi lingkungan yang lebih baik dan mudah diterapkan.Mengingat konservasi lingkungan merupakan tanggung jawab seluruh lapisan masyarakat.DAFTAR PUSTAKA

Ariens, E.J., Simonis, A.M., dan Offermeier, J. (1976). Introduction to General Toxicology. Acedemic Press, New York. Aryani, Yanu, Sunarto dan Tertri. 2004. Toksisitas Akut Limbah Cair Pabrik Batik CV. Giyant Santoso Surakarta dan Efek Sublethalnya terhadap Struktur Mikroanatomi Branchia dan Hepar Ikan Nila (Oreochromis niloticus T.).Jurnal Bio Smart Vol.6 No.2. ISSN: 1412-033XButler, G.C., ed., 1978. Principles of Ecotoxicology.Scope 12. John Wiley & Sons, Chichester, 349 pp: New York.Connel, D.W. and G. J. Miller. 1995. Kimia dan Ekotoksikologi Pencemaran.Diterjemahkan oleh Yanti Koestoer. UI Press: Jakarta.Darliana, Ina. 2009. Fitoremediasi Sebagai Teknologi Alternatif PerbaikanLingkungan. Universitas Bandung Raya : BandungDix, H.M. 1981. Environmental Pollution. John Willey & Sons: New York.GESAMP, IMCO/FAO/UNESCO/WMO/WHO/LAEA/UN (1977). Joint Group Experts on the Scientific Aspects of Marine Pollution (GESAMP), Impact of Oil on the Marine Environment, Rep. Study No. 6. Food Agriculture Organization, Roma.Laws EA. 1981. Aquatic pollution. John Willey and Sons : New York.Maruru, Stevi Mardiani M. 2012.Studi Kualitas Air Sungai Bone Dengan Metode Biomonitoring di Kota Gorontalo.Skripsi.Jurusan Kesehatan Masyarakat, Fakultas Ilmu-Ilmu Kesehatan dan Keolahragaan, Universitas Negeri Gorontalo, Gorontalo.Mueller, J.A., Anderson, A.R., dan Jeris, J.S. (1976). Contaminants entering the New York Bight: Sources, mass loads, significance. Am. Soc. Limnol. Oceanogr. Spec. Syamp, 9, 269.Nickless, G., 1975.Detergents.In Chemistry and Pollution.F.R. Benn and C.A. McAuliffe (eds.). The MacMillan Press: London. Nugroho, Andika. 2004. Pengendalian Pencemaran Lingkugan. Universitas Gajah Mada: Yogjakarta.Nugroho, Andika. 2004. Pengendalian Pencemaran Lingkugan. Universitas Gajah Mada: Yogjakarta.Pranoto, 2013.Fitoteknologi Dan Ekotoksikologi Dalam Pengolahan Sampah Menjadi Kompos. Universitas Sebelas Maret : Surakarta Puspito, Andhikan. 2004. Ekotoksikologi. Universitas Gajah Mada: Yogjakarta.Rumahlatu, Dominggus. 2011. Konsentrasi Logam Berat Kadmium Pada Air, Sedimen dan Deadema setosum (Echinodermata, Echinoidea) di Perairan Pulau Ambon. Jurnal Ilmu Kelautan. Vol. 16 (2) : 78-85Setyono, Prabang, dkk. 2008. Biomonitoring Degradasi Ekosistem Akibat Limbah CPO di Muara Sungai Mentaya Kalimantan Tengah dengan Metode Elektromorf Isozim Esterase. Jurnal Biodiversitas. Vol. 9 (3) : 232-236Tinsley, I.J. 1979. Chemical Concepts in Pollutant Behavior. John Wiley dan Sons, New York.4