MODUL

PENCEMARAN PESTISIDA, CFC, PCB

Oleh :

Ir. Sri Yulina Wulandari, Msi

PESTISIDA

Sepanjang sejarah, manusia selalu berperang melawan hama (pest) yang sebagian besar

adalah serangga (insekta). Di samping menyebabkan wabah penyakit, hama-hama juga merusak

hasil pertanian dan perkebunan. Itulah sebabnya senyawa pestisida (pembasmi hama) atau

insektisida (pembasmi serangga) digunakan.

Pestisida merupakan nama umum yang diberikan kepada semua zat kimia yang digunakan

untuk memberantas hama penyakit tanaman.

Definisi pestisida menurut PPRI No. 7 tahun 1973 :

Pestisida adalah semua zat kimia dan bahan lain serta jasad renik dan virus yang digunakan

untuk mencegah hama-hama dan penyakit –penyakit yang merusak tanaman, bagian-bagian

tanaman atau hasil-hasil pertanian, memberantas rerumputan, mengatur atau merangsang

pertumbuhan tanaman, memberantas atau mencegah binatang-binatang yang dapat

menyebabkan penyakit pada manusia dan binatang yang perlu dilindungi.

Klasifikasi Pestisida.

I. Klasifikasi berdasarkan target (jenis hama sasaran) :

1. Insektisida : mencegah dan membunuh serangga seperti ulat, kutu daun, wereng,

belalang, kecoa, lalat, nyamuk, semut dan arsenat.

Misal : timbal arsenat, magnesium fluorosilikat.

2. Fungisida : mematikan jamur/cendawan

Misal : organomerkuri, natrium dikhromat.

3. Rodentisida : mematikan tikus

Misal : senyawa arsen (warangan), thalium sulfat.

4. Herbisida : membasmi/mematikan gulma (tanaman pengganggu), seperti alang-alang,

rumput-rumputan dan eceng gondok.

Misal : - gramoxone yang dipakai pada tanaman karet, teh, kelapa sawit

- Totacol, dipakai di perkebunan kapas, tebu.

5. Bakterisida : membunuh bakteri

Misal : agrimisin, tetrasiklin

6. Akarisida : membunuh kutu. Misal : trition

7. Moluskisida : mematikan siput

8. Nematisida : mematikan nematoda.

II. Klasifikasi berdasarkan senyawa yang terdapat di dalamnya :

1. Pestisida anorganik.

Senyawa yang terdapat di dalamnya antara lain : timbal arsenat, natrium borat, kadmium

khlorida, larutan bordiana merupakan campuran CuSO4 dan Ca(OH)2.

2. Pestisida organik.

Senyawa yang terdapat di dalamnya, yaitu organokhlor, organofosfor dan karbamat.

III. Klasifikasi pestisida berdasarkan cara kerjanya (terutama insektisida) :

1. Racun pencernaan, bila ikut termakan oleh serangga. Termasuk racun ini adalah : DDT

(dichloro difenil trikhloroetana), BHC (benzena hexachloride), metoksiklor, systox, Pb

arsenat, Ca arsenat, Paris green, Na fluoride, Cryolite, Fluosilicate, senyawa Hg, senyawa

borax, senyawa thallium, senyawa fosfor.

2. Racun luar tubuh, bila kontak dengan tubuh serangga. Contoh : DDT, BHC, toxaphene,

chlordane, dieldrin, aldrin, metoksiklor, Phyritrine, Rotenone, synthetic thiocyanat,

organic fosfat, parathion, systox, emulsi HC (minyak).

3. Racun pernafasan, bila dihirup oleh serangga. Contoh : BHC, HCN, CS2, SO2, nicotine,

naphthalene, p-dichlorobenzena, chloropiriene, ethylene oxide, ethylene dichloride,

methyl bromide, formate.

Untuk selanjutnya dalam tulisan ini hanya membahas insektisida.

Insektisida menurut struktur kimianya, terbagi :

1. Insektisida kloro organic

2. Insektisida fosfat organic

3. Insektisida karbamat

4. Insektisida piretroid

1. Kloroorganic (mengandung atom khlor dalam struktur kimianya).

A. Kelompok DDT :

a. DDT : Cl CH Cl

CCl3

b. Metoksiklor :

H3CO CH OCH3

CCl3

c. DDD : Cl CH Cl

CHCl2

d. Aldrin

e. Dieldrin

B. Kelompok Siklodiena.

Disintesa dari heksakloropentadiena dengan suatu senyawa berikatan rangkap membentuk

senyawa siklis.

Cl Cl Cl Cl CCl2 CCl2

Cl Cl Cl Chlordane Heptachlor

Cl Cl

Cl Cl O CCl2 CH2 O CCl2 S=O

Cl Cl O Cl Cl

Dieldrin Endosulfan

C. Kelompok BHC. Khlorinasi benzena dengan 6 atom khlor.

Cl

Cl Cl = Benzen heksachloride

Cl Cl

Cl

Lima isomer BHC : αBHC , βBHC, γBHC, δBHC, εBHC

γBHC = lindane

= paling aktif sebagai insektisida

2. Insektisida Fosfat Organik

Merupakan ester dari alkohol dengan asam fosfat (OH)3P=O. Salah satu atom O yang

terikat pada atom pada atom P dapat diganti atom S, C, N.

S O H3C-O ║ ║ P-S-CH-C-O-C2H5

H3C-O CH2-C-O-C2H5

║ O

Malathion

O H3C-O ║ P-O-CH=CCl2

H3C-O Dichlorvos

3. Insektisida Karbamat

Merupakan ester dari derivat asam karbamat HO-C-NH2 ║ O

OKarbaril (sevin) : H ║ N C O

CH3

Baygon : O H ║ N C O CH3 CH3 O CH CH3

4. Piretroid

Berasal dari senyawa bahan alam piretrin yang diperoleh dari ekstrak bunga

Chrysantinum cinerariaefolium. Piretrin mengandung ester dari dua alcohol yang

berbeda (pyrethrolone dan cinerolone) dengan dua asam yang berbeda (chrysanthenic acid dan

pyrethric acid).

Menurut data dari Departemen Pertanian, dewasa ini terdapat 273 jenis bahan aktif

pestisida yang diformulasikan dalam 488 formulasi yang terdapat untuk digunakan dalam bidang

pertanian dan kehutanan. Dari semua bahan aktif tersebut kelompok yang paling banyak terdiri

dari insektisida, disusul herbisida dan fungisida.

Senyawa pestisida pada umumnya merupakan organokhlorin, yaitu senyawa organic yang

mengandung khlorin. Pestisida yang sangat terkenal adalah DDT.

DDT merupakan insektisida organic sintetis pertama yang ditemukan. Sifatnya sebagai

insektisida baru diketahui pada tahun 1939 oleh Paul Hermann Muller dalam usahanya mencari

bahan untuk membasmi kutu kain. Atas penemuannya ini, pada tahun 1948 Muller memnangkan

hadiah nobel. Peranan DDT dalam perang dunia II adalah untuk melindungi tentara sekutu di

medan perang dari serangan penyakit tipus dan malaria. Setelah Perang Dunia II, penggunaan

DDT dialihkan untuk mengendalikan hama-hama di bidang pertanian dan kehutanan. Karena

efektif dan murah, penggunaannya pun secara besar-besaran terutama di Amerika Utara dan

Eropa bahkan sampai ke Kutub Utara. Pada tahun 1960, senyawa DDT mulai diketahui efeknya

sebagai zat pencemar yang berbahaya. Serangga-serangga mulai resisten terhadap DDT. Residu

DDT pada tanah, diserap oleh rumput, rumput dimakan oleh sapi dan air susu sapi diminum oleh

manusia. DDT yang sukar terurai dalam tubuh manusia akan merusak sel-sel syaraf dan

menghambat metabolisme kalsium yang sangat penting untuk pertumbuhan tulang dan gigi.

Serangga-serangga yang resisten dan banyak mengandung DDT, ternyata dapat meracuni

burung-burung yang makan serangga tersebut. Itulah sebabnya banyak negara yang telah

melarang pemakaian DDT.

Pestisida lain yang sekarang banyak digunakan adalah ester-ester metil karbamat, yang

mudah diuraikan oleh mikroorganisme (biodegradable). Di bidang industri, metil karbamat

diperoleh dengan cara mereaksikan gas metil isosianat (yang sangat beracun) dengan air menurut

reaksi sebagai berikut :

CH3-N=C=O + H2O CH3-NH-COOH

Metil isosianat metil karbamat

Agar kerjanya lebih reaktif (ampuh), maka atom H pada gugus karboksil dapat diganti oleh

gugus lain. Obat-obat nyamuk di Indonesia umumnya mengandung salah satu turunan metil

karbamat, yaitu isopropoksifenil metil karbamat.

CH3-NH-COO

O-CH(CH3)2

Isopropoksifenil metil karbamat

Pada Desember 1984, pabrik insektisida di Bhopal India mengalami kebocoran pada tangki

metil isosianat. Gas metil isosianat menyebar ke segenap pelosok Bhopal dan menewaskan ±

2500 penduduk yang sedang tidur. Di samping itu juga menimbulkan kebutaan dan gangguan

syaraf.

Pemakaian pestisida sebagian besar terkonsentrasi di daratan. Penggunaan yang berlebihan

menimbulkan pencemaran. Tanah di sekitar tanaman akan tercemar, dan membunuh organisme

kecil dalam tanah seperti bakteri, jamur, protozoa dan cacing yang berfungsi sebagai penyubur

tanah. Tanah yang tercemar pestisida akan menjadi keras dan tandus.

Bagaimana pestisida (insektisida) dapat memasuki lautan ?

Pestisida yang tidak terdeposit pada target/sasaran, akan melayang bersama angin atau

segera mengendap di permukaan tanah. Dengan turunnya hujan atau presipitasi, pestisida yang

terdapat di atmosfir atau yang terdeposit pada target (utamanya tanaman) akan terbawa ke tanah

atau perairan. Selain itu, di atmosfir pestisida juga mengalami transformasi kimiawi, yaitu

mengalami proses foto dekomposisi.

Setelah pestisida mencapai permukaan tanah (bersama hujan), maka sebagian akan terbawa

oleh air yang mengalir dan sebagian lagi akan diabsorbsi oleh partikel tanah. Jika pestisida

bersifat sistemik, maka sebagian akan diambil oleh tanaman melalui system perakaran dan akan

mengalami transformasi kimiawi ke tempat lain bersama hasil panen.

Penguapan pestisida dari tanah dapat terjadi secara langsung atau bersama-sama dengan

terjadinya penguapan air. Di samping itu, pestisida juga dapat masuk ke atmosfir bersama-sama

dengan tanah akibat hembusan angin.

Pestisida dalam tanah terutama yang larut dalam air dan tidak diikat dengan kuat oleh

partikel tanah, dapat terbawa air masuk ke dalam system hidrosfer (perairan) atau masuk ke

dalam air tanah. Pestisida juga dapat masuk ke badan perairan bersama-sama dengan butir-butir

tanah yang terbawa oleh aliran air (erosi). Di dalam system perairan, pestisida akan mengalami

interaksi dengan sedimen dan partikel-partikel yang tersuspensi dalam air. Pestisida yang dalam

keadaan terlarut dapat diambil organisme air dan akan mengalami transformasi kimiawi,

biokonsentrasi, serta ekskresi. Sedangkan yang diambil oleh mikroorganisme dapat mengalami

degradasi.

Pestisida yang masuk ke dalam system biosfer (biota), akan mengalami absorpsi maupun

adsorpsi, kemudian ditransformasikan ke seluruh jaringan baik dalam bentuk semula maupun

dalam bentuk lain setelah mengalami transformasi kimiawi. Pestisida ini selanjutnya

diekskresikan kembali melalui faeses, urine atau respirasi dalam bentuk semula atau dalam

bentuk degradasinya. Pestisida yang mempunyai ikatan kuat dengan jaringan tertentu dan

mempunyai sifat persisten (tahan lama) akan tetap tersimpan dalam jaringan tersebut dan

memungkinkan terjadinya akumulasi sampai jaringan tersebut jenuh. Organisme tersebut mati

atau dimakan oleh organisme lain yang tingkat trofiknya lebih tinggi. Hal ini mengakibatkan

makin besarnya biokonsentrasi dengan meningkatnya trofik level organisme dalam rantai

makanan.

Penggunaan pestisida yang makin meningkat dan meluas, perlu diperhatikan dan diingat,

bahwa pestisida adalah racun yang dapat mematikan makhluk hidup termasuk manusia.

Dampak negatif penggunaan pestisida adalah sebagai berikut :

1. Keracunan langsung/tak langsung pada manusia

2. Keracunan pada hewan/ternak peliharaan

3. Kematian atau penurunan populasi ikan, burung dan satwa liar lainnya.

4. Kematian atau kerusakan tanaman

5. Terjadinya resistensi pada hama sasaran

6. Kematian atau predator hama serta unsure hayati berguna lainnya

7. Resurjensi hama utama, yaitu hama yang dikendalikan akan meningkat dalam waktu

singkat dibandingkan dengan populasi sebelumnya

8. Eksplosi hama sekunder, yaitu terjadinya peningkatan populasi serangga yang semula

bukan merupakan hama, tetapi kemudian menjadi hama yang merusak karena kematian

parasit dan predatornya.

9. Residu pestisida pada tanaman, yaitu dalam hasil pertanian

10. Pencemaran lingkungan yang mngakibatkan terganggunya keseimbangan di daerah

tercemar.

Pestisida diketahui sangat berbahaya bahkan beracun, sehingga limbah yang mengandung

pestisida (limbah pertanian) digolongkan limbah B3 (Bahan Berbahaya dan Beracun). Limbah

B3, yaitu limbah yang mengandung senyawa kimia yang bersifat :

- mudah terbakar

- mudah meledak

- beracun

- bersifat reaktif

- penyebab infeksi

- bersifat korosif

Insektisida organokhlorin tergolong senyawa kimia yang memiliki sifat persisten di

lingkungan, artinya zat tersebut akan tetap berada di lingkungan lama setelah saat aplikasinya.

DDT sangat stabil dan sukar terurai oleh berbagai factor lingkungan. Sifat senyawa ini yang

mudah larut dalam lemak, menyebabkan pembesaran biologis (biomagnification) dari trofik level

yang lebih rendah ke trofik level yang lebih tinggi. Di alam, DDT terurai menjadi DDE yang

juga mempunyai sifat stabil dan larut dalam lemak.

Cl CH Cl Cl CH Cl + HCl ║ CCl3 CCl2

DDT DDE

DDT yang dianjurkan = 2 gr/m2 yang efektif dalam satu tahun, dan yang diracuni adalah

system saraf nyamuk. Nyamuk memiliki enzim dalam tubuhnya. Enzim tersebut mampu

mengubah senyawa DDT menjadi DDE nyamuk menjadi kebal terhadap DDT, sebab

setiap saat DDT yang masuk ke dalam tubuh akan dihilangkan.

Secara garis besar, persistensi suatu pestisida di lingkungan dikelompokkan menjadi empat

kelompok :

- pestisida non persisten : mempunyai waktu paruh di lingkungan < 2 minggu

- agak persisten : waktu paruh 2 – 6 minggu

- persisten sedang : waktu paruh 6 minggu – 6 bulan

- persisten : waktu paruh > 6 bulan

Organokhlorin termasuk persisten sedang dan persisten. Karena sifatnya yang persisten,

maka sejak tahun 1973, penggunaan berbagai jenis kloroorganik di negara-negara maju dilarang.

Peranan insktisida digantikan oleh jenis insektisida yang lain seperti fosfat organic, karbamat dan

piretroid yang kurang persisten.

Faktor-faktor lingkungan yang mempengaruhi sifat persisten suatu pestisida antara lain

intensitas sinar matahari, temperatur, kelembaban, pH tanah dan jenis mikroorganisme.

Untuk mengurangi kemungkinan terkena dampak pemakaian insektisida, pada saat ini

sudah dikembangkan cara-cara baru dalam pemberantasan hama serangga. Cara ini relatif jauh

lebih aman dan efektif, yaitu :

a. artificial sex hormone trap, yaitu dengan menempatkan bau hormon seks serangga

betina pada beberapa lokasi. Serangga jantan akan mencari bau tersebut. Karena bau

hormonseks diletakkan di beberapa tempat, sehingga serangga jantan akan terus

berpindah-pindah menuju ke tempat bau hormon, dan tidak dapat menemukan serangga

betina. Serangga jantan akhirnya mati kelelahan. Akibatnya serangga betina tak ada

yang membuahi, tak ada telur yang terbuahi dan pada akhirnya populasi serangga akan

menurun dengan sendirinya.

b. Teknik jantan mandul, dalam hal ini serangga jantan dibuat mandul dengan cara radiasi.

Serangga betina yang dikawini serangga jantan, tidak akan menghasilkan telur yang

dapat meneruskan keturunan, sehingga populasinya akan turun. Pemanfaatan teknologi

nuklir pada pemberantasan hama sangat menguntungkan dan aman.

PENCEMARAN CFC

Chloro Fluoro Carbon (CFC) disebut pula Freon (nama dagang). Senyawa CFC banyak

digunakan sebagai :

- campuran pada bahan pestisida

- bahan pendingin pada AC (Air Conditioning), refrigerator

- bahan penyemprot cat, rambut, parfum

- bahan pada pelarut bahan pencuci kering (dry cleaning)

CFC menghasilkan radikal chlor. Radikal chlor bereaksi dengan lapisan ozon (O3). Ozon

yang terdapat pada lapisan atmosfir bawah sekitar 0,02 ppm, sedangkan pada lapisan atmosfir

atas (=stratosfir) sekitar 0,1 ppm. Stratosfir terletak 12 –25 km dari permukaan bumi. Lapisan

ozon merupakan lapisan pelindung atmosfir bumi yang berfungsi sebagai pelindung terhadap

sinar uv yang datang berlebihan dari sinar matahari. Sinar uv yang tidak difilter oleh lapisan

ozon akan berbahaya bagi makhluk hidup dipermukaan bumi termasuk manusia. Sinar uv yang

tidak difilter oleh lapisan ozon, sesampainya di atmosfir, permukaan bumi akan menjadi panas

yang mengakibatkan kenaikan suhu bumi. Suhu bumi meningkat akan menyebabkan ketidak-

nyamanan. Kenaikan suhu bumi juga akan menyebabkan naiknya permukaan air laut yang dapat

menyebabkan beberapa kota di tepi pantai akan tenggelam. Hal ini terjadi karena mencairnya es

di kutub.

Kerusakan lapisan ozon pada saat ini sudah terlihat di atas Kutub Selatan, berupa lubang

ozon atau ozone hole. Apabila kerusakan ozon tidak dicegah, maka lubang ozon akan semakin

melebar.

Terbentuknya ozon :

O2 + sinar matahari (uv) O + O

O2 + O O3 (ozon)

Kerusakan lapisan ozon :

Cl2F2C + ultra violet ClF2C + Cl*

O3 + Cl* (radikal) ClO + O2

ClO + O Cl + O2

Sinar uv terbagi atas : uv ekstrim (panjang gelombang terendah), uvC, uvB, uvA (panjang

gelombang tertinggi). UV ekstrim dan uvC seluruhnya terabsorpsi dalam pembentukan ozon

(reaksi ke kanan),

uv O2 O3

Sebagian O3 berubah menjadi O2 (reaksi ke kiri) dengan bantuan uvB. Ini merupakan

mekanisme alam yang melingdungi bumi dan makhluknya dari uv gelombang pendek. Dalam

keadaan terang tak berawan di katulistiwa, sebanyak 30% uvB sampai ke bumi. Makin jauh dari

katulistiwa uvB makin kecil.

POLYCHLORINATED BIPHENYL (PCB)

PCB bukan suatu pestisida, tetapi suatu bahan organic yang banyak digunakan dalam

industri. Penggunaannya terutama sebagai isolator, pelumas, plasticizer dan bahan dielektrik

suhu tinggi. Nama sinonim dari PCB adalah Arochlor dengan rumus molekul

Clx Cly

Kelarutan PCB dalam air sangat kecil. Kelarutan PCB dalam lemak tinggi.

Acuan :

1. Darmono. 1995. Logam Dalam Sistem Biologi Makhluk Hidup. UI Press.

2. Darsono V. 1995. Pengantar Ilmu Lingkungan. Penerbit Universitas Atma Jaya.

3. Furness R.W., Rainbow P.S. 1990. Heavy Metals in the Marine Environment. CRC Press Boca Raton Florida.

4. Kunarso DH., Ruyitno. 1991. Status Pencemaran Laut di Indonesia dan Teknik Pemantauannya. LIPI Jakarta.

5. Palar H. 1994. Pencemaran dan Tosikologi Logam Berat. Penerbit Rineka Cipta Jakarta.

6. Resosoedarmo S., Kartawinata K., Soegiarto A. 1993. Pengantar Ekologi. Penerbit PT. Remaja Rosdakarya Bandung.

7. Wardhana W.A. 1995. Dampak Pencemaran Lingkungan. Penerbit Andi Offset Yogyakarta.