TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN Oleh Sudrajat Dosen FMIPA , FKM DAN PASCA SARJANA ILMU LINGKUNGAN

1. TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN Oleh Sudrajat Dosen FMIPA , FKM DAN PASCA SARJANA ILMU LINGKUNGAN Universitas Mulawarman Samarinda

2. PENDAHULUAN • 1.1. Latar Belakang • Dengan semakin meningkatnya pembangunan di berbagai bidang terutama industri dan perdagangan di Indonesia, maka penggunaan bahan berbahaya dan beracun di dalam proses industri akan semakin meningkat. Konsekuensinya limbah berbahaya dan beracun/B3 yang dikeluarkan dari kegiatan tersebut akan menimbulkan pencemaran lingkungan apabila tidak dikelola dengan baik. Pencemaran lingkungan ini tentunya akan berdampak negatif terhadap kesehatan masyarakat.

3. Di dalam Undang-undang no 23 tahun 1997 tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup, dikatakan perlu menetapkan Peraturan Pemerintah tentang Pengelolaan Bahan berbahaya dan Beracun, dan hal ini sudah difasilitasi dengan adanya Peraturan pemerintah RI yang baru No 74 tahun 2001 tentang Pengelolaan Bahan Berbahaya dan Beracun dan Peraturan Pemerintah No. 85 tahun 1999, tentang perubahan Peraturan Pemerintah No. 18 tahun 1999 tentang Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun. Salah satu aspek dalam Peraturan Pemerintah No. 85 tahun 1999, disebutkan bahwa limbah yang dihasilkan secara dini perlu diidentifikasi berdasarkan uji toksikologi.

4. Keadaan di atas dapat memberikan pengertian akan dibutuhkannya ilmu toksikologi lingkungan yakni untuk melakukan uji toksisitas zat polutan beracun di laboratorium, memprakirakan daya racunnya dan efeknya terhadap masyarakat dan lingkungan hidup. Bidang Ilmu Toksikologi lingkungan masih baru dibandingkan dengan ilmu-ilmu toksikologi lainnya.

5. Toksikologi Lingkungan dan Ekotoksikologi Toksikologi lingkungan dan Ekotoksikologi adalah istilah-istilah yang menggambarkan studi ilmiah tentang pengaruh bahan kimia yang dibebaskan ke lingkungan alami terhadap kehidupan makhluk hidup . Ada kecenderungan untuk menerapkan istilah "environmental toxicology" hanya mempelajari efek langsung bahan kimia di lingkungan terhadap kehidupan manusia dan istilah "ecotoxicology" hanya mempelajari efek bahan kimia pada ekosistem dan komponen non manusia .

6. Kehidupan manusia tidaklah diisolasi dari lingkungan alami; mereka adalah bagian dari ekosistem dan dapat memodifikasinya. Bahan-bahan kimia dapat bergerak di dalam lingkungan dan mencapai kehidupan manusia melalui air, udara, debu, dan lainnya serta tidak langsung melalui makanan. Sebagian besar dunia kehidupan telah diubah oleh manusia, misalnya melalui kegiatan pertanian, industri , peternakan dan lainnya, yang dapat mendukung proses perpindahan bahan-bahan kimia tersebut di alam.

7. Definition: Classical Toxicology • On the contrary, Classical Toxicology has the primarily concerned with toxic effects of chemicals and radiation on different levels of biological organization from subcellular to the individual organisms but with a primary focus on humans • It covers the uptake, distribution, metabolism and excretion of chemicals by individual organisms (www.cambridge.org)

8. Toksikologi lingkungan Mengkaji secara spesifik bahan-bahan beracun yang berasal dari lingkungan atau zat buangan ke lingkungan. Bidang kajiannya meliputi efek kesehatan terhadap manusia, hewan dan ekosistem dan menggambarkan suatu pendekatan yang luas dibidang ruang lingkup kesehatan lingkungan.

9. CURRENT NEED FOR ENVIRONMENTAL TOXICOLOGICAL EXPERTISE • It is expected that these mistakes made earlier in the techno-industrial revolution will not be repeated but this is not the case. • Environmental problems continue to occur despite our increased awareness and complex regulations. • Indeed, problems seem to extend more and more frequently to transnational and global scales.

10. CURRENT NEED FOR ENV.TOXICOLOGICAL EXPERTISE: Global distillation (GRASS HOPPER EFFECT) PCBs, pesticides (DDT, lindane, toxaphene, chlordane), heavy metals (Hg, Cd)

11. CURRENT NEED FOR ECOTOXICOLOGICAL EXPERTISE: Global distillation (GRASS HOPPER EFFECT) PCBs, pesticides (DDT, lindane, toxaphene, chlordane), heavy metals (Hg, Cd)

12. CURRENT NEED FOR ENV.TOXICOLOGICAL EXPERTISE • Nuclear materials still require attention and money expenditure. • March 28, 1979: Melting of the core of Three Mile Island Reactor Unit 2 (Harrisburg, PA) releasing approximately 3 curies of radiation and incurring an estimated $965 million in cleanup costs • April 26, 1986: The largest radioactive release in history (301 million curies) occurred in the Ukraine nearly 30 years after the Chelyabinsk 40 explosion • 1995: The French briefly resumed underground testing of nuclear devices in Micronesia despite worldwide protest. • In late 2001, Afghan members of the al-Qaeda were making vague threats about detonating a dirty nuclear weapon. • Pakistan and India are rattling their nuclear sabers at each other, prompting pundits to discuss the consequences of a nuclear exchange between these two countries.

13. CURRENT NEED FOR ENV.TOXICOLOGICAL EXPERTISE • Chemical wastes continue to require attention and funds. • A myriad of Soviet environmental issues remain as part of the Cold War legacy • IMPOSEX: Tributyltin (TBT), a widely-applied antifouling agent in marine paints, has harmed estuarine molluscs throughout the world . • Mercury levels in fish and game remain a concern with new sources appearing such as mercury used for South American gold mining • Subsurface agricultural drainage in the San Joaquin Valley of California brought selenium in the Kesterson Reservoir and Volta Wildlife Area to concentrations causing avian reproductive failure.

14. CURRENT NEED FOR ENV.TOXICOLOGICAL EXPERTISE • Efforts to reduce lead in products such as gasoline and lead shot have only been effective since the late 1970s. • Even into the 1980s, debate continued about effects of lead and the need for federal regulation • December 2, 1984, a storage tank at a Union Carbide pesticide plant (Bhopal, India) exploded and released a cloud of methyl isocyanate killing 2,000 people and harming an estimated 200,000 more.

15. CURRENT NEED FOR ENV.TOXICOLOGICAL EXPERTISE • March 16, 1978: • Amoco Cadiz supertanker ran aground at Portsall (France) and released 200,000 tons of crude oil. • March 24, 1989: • Exxon Valdez spilled 41,340 m3 of crude oil into Prince William Sound. The oil covered an estimated 30,000 km2 of Alaskan shoreline and offshore waters. • August 2, 1990 -February 26,1991 (1st Gulf War): • largest deliberate oil spilled by Iraqi troops occupying Kuwait. • Half a million tons of crude oil from the Mina AI-Ahmadi oil terminal were pumped into the Arabian Gulf. • Plumes of contaminating smoke from the intentional ignition of Kuwaiti oil wells by the Iraqi troops were visible from space .

16. CURRENT NEED FOR ENV.TOXICOLOGICAL EXPERTISE • Other more diffuse, but incrementally more damaging, events also require expertise in Ecotoxicology. • Arabian Gulf receives 160,000 tons of oil annually from leaks and spills. • Between1970 to 1989: Average number of oil spills and volume per spill in or around U.S. waters were 9,246 and 47,000 m3, respectively, with no obvious downward trend in either through time. • At the time Rachel Carson was writing Silent Spring annual production of synthetic organic chemicals was 43.9 billion kg. • By 1970, it had reached 145.1 billion kg.

17. CURRENT NEED FOR ENV.TOXICOLOGICAL EXPERTISE • By 1985, U.S. use of pesticides roughly doubled from the 227 million kg used in 1964. • Many persistent pesticides restricted in developed countries are still used in the Third World (e.g. DDT). • Acid rain is now a transnational problem damaging both aquatic and terrestrial ecosystems. • Chlorofluorocarbons (CFCs) used as propellants and coolants have been linked to ozone depletion in the stratosphere and since 1987efforts have being made to greatly reduce their use .

18. CURRENT NEED FOR ENV.TOXICOLOGICAL EXPERTISE • Emerging concern: New chemicals contaminants previously ignored are currently discharged in large quantities • During the last few years ecotoxicologists have begun to take notice of potentially widespread impacts of these chemicals in natural systems • E.g. Identified brominated, retardants, synthetic estrogens, alkylphenol ethoxylates and their degradation products, manufactured antimicrobial products, and constituents of personal-care products

19. CURRENT NEED FOR ENV.TOXICOLOGICAL EXPERTISE • Despite the 1987 Montreal Protocol (with signatures from 70 countries including the U.S.) that calls for complete elimination of CFC use by 2000, efforts by lawmakers were in the mid-1990s to delay, and perhaps avoid, any U.S. reduction of CFC emissions. • These problems does not imply that techno-industrial advancement is incompatible with environmental and human health. • It rather demonstrates two simple points. • First, about 50 years ago, the dilution paradigm failed with clearly unacceptable consequences to human health and ecological systems. • Second, expertise in ecotoxicology is now critical to our wellbeing.

20. CURRENT NEED FOR ENV.TOXICOLOGICAL EXPERTISE • Hence consideration of non market goods and services, and natural capital must be incorporated into decisions. • Such services provided pro bono by nature are estimated to be in the range of $33 trillion annually, twice the annual gross domestic product of the earth's 194 countries. • Complex and costly environmental regulations save human lives and allow responsible environmental stewardship

21. Pencemaran lingkungan sering diungkapkan sebagai berita media massa lokal atau nasional. Beberapa aspek yang sering dibahas antara lain : • pencemaran udara oleh gas buang kendaraan bermotor • pencemaran sungai oleh limbah cair industri • limbah pabrik kayu yang mengandung BOD dan • COD yang tinggi.; • sampah bahan berbahaya beracun mencemari air, • dsb.

22. Di dalam bahasa sehari-hari, pencemaran lingkungan dipahami sebagai sesuatu kejadian lingkungan yang tidak diingini, menimbulkan gangguan atau kerusakan lingkungan bahkan dapat menimbulkan gangguan kesehatan sampai kematian. Hal-hal yang tidak diinginkan yang dapat disebut pencemaran, misalnya udara berbau tidak sedap, air berwarna keruh, tanah ditimbuni sampah. Hal tersebut dapat berkembang dari sekedar tidak diingini menjadi gangguan. Udara yang tercemar baik oleh debu, gas maupun unsur kimia lainnya dapat menyakitkan saluran pernafasan, mata menjadi pedas atau merah dan berair.

23. Bila zat pencemar tersebut mengandung bahan berbahaya dan beracun (B3), kemungkinan dapat berakibat fatal. Air yang tercemar dapat menimbulkan gangguan gatal pada kulit, atau sakit saluran pencernaan bila terminum dan dapat berakibat lebih jauh bila ternyata mengandung B3. Menurut Undang-Undang Nomor 23 Tahun 1997 tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup, yang dimaksud dengan pencemaran lingkungan hidup adalah : masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi, dan atau komponen lain ke dalam lingkungan hidup oleh kegiatan manusia sehingga kualitasnya turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan hidup tidak dapat berfungsi sesuai dengan peruntukannya.

24. Toxins di dalam lingkungan • Banyak dijumpai di dalam lingkungan • Alami • Minyak • Radon • Toxin dari tumbuhan • Sintetik • Bahan kimia buatan manusia

25. Di lingkungan • Sebagian besar bahan kimia digunakan di dalam tubuh kita • Tidak semua bahan kimia bersifat toksin • Namun, dari sekitar 100,000 bahan baru sedikit yang telah dilakukan pengujian daya racunnya sebelum diaplikasikan • Beberapa masyarakat kita menggunakannya tanpa menelitinya dampaknya bagi lingkungan dan kesehatan secara seksama

26. A cup of toxicant please • Sir would you like that as; • Carcinogen • Know to cause cancer • Mutagen • Cause mutation in DNA • Teratogen • Effect development of the embryo • Neurotoxins • Assault the nervous system • Allergens • Hyper response from immune system • Endocrine disruptors • Interfere with the hormone system

27. Toxicant dalam air • Segala sesuatu yang tampak di dalam beberapa air yang mengalir sebagai runoff tampak kosong • Katak dan organisme akuatik lainnya adalah indikator pencemaran lingkungan yang baik • Spesies katak di alam sekitar kita menurun • Apa artinya bagi kita ????

28. Toxicant dapat terbang • Angin dapat membawa bahan kimia ke tujuan lain yang baru. • Didapatkan bahan-bahan kimia di dunia yang sangat jauh dari kegiatan manusia • Antarctic • Artic • Amazon

29. Forever my toxicant • They persist for very long times • They were designed to persist • Plastics resist breakdown • DDT breaks down to DDE, also highly toxic and persistent.

30. I never ordered that! • The food chain can carry toxicants to you indirectly • Mercury in fish • DDT in coffee • Biomagnification - evident in birds of prey, and all other top predators

31. II.TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN 2.1. Definisi Toksikologiberasaldarikatatoksik yang berartiracundanlogosberartiilmu. Jadisecaraharfiahtoksikologiberartiilmu yang membahastentangracun. Toksikologiadalahilmu yang mempelajaritentangracun-racun, sifat-sifatkimianya, interaksinyadengansistembiologikdanevaluasiderajatamannyaataupengujiantoksisitas material-material beracun (Pascoe, 1983).

32. Toksikologi ( secarakonvensional ): Mempelajariefekzat Kimia racun /XenobiotikterhadapSistemBiologididalamOrganismehidup. Kerangkaberfikirnya : Zatkimiaakanmenginduksirangkaianprosesmetabolismetubuhdengancaramengganggureaksibiokimiasehinggamenyebabkanpatologispadatingkatseluler, jaringandan Organ. Indikatornya yang dapatdilihatdalamindividuorganismetersebutadalah : ( salahsatu ) LETAL ( KEMATIAN) atau SUBLETAL ( SAKIT)

33. Selain itu toksikologi juga mempelajari jejas/ 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.

34. Beberapa definisi tentang Environmental Toxicology a.Duffus (1980): the study of the effects of toxic substances occurring in both natural and man-made environments b.Landis and Yu (1995): the study of the impacts of pollutants upon the structure and function of ecological systems (from molecular to ecosystem)

35. Environmental Toxicology • The branch of toxicology concerned with the study of toxic effects, caused by natural and synthetic pollutants, on the biosphere and constituents of the biosphere • Biotic constituents of the biosphere: plants, animals (including humans), microbial life (fungi, protozoans, bacteria) • Abiotic components of the biosphere (environmental chemistry and geochemistry of pollutants)

36. Current Ideal Science Technology Science Technology Practice Practice Environmental toxicology: Amalgam of science, technology and practice Long Time to benefit Short Local Global Value

37. Apa itu Ekotoksikologi ! • Beberapa definisi ekotoksikologi. a.Truhaut (1977): the branch of toxicology concerned with the study of toxic effects, caused by natural and synthetic pollutants, to the constituents of ecosystems, animals (including human), vegetable and microbial, in an integrated context b.Moriarty (1983): the natural extension from toxicology, the science of poisons on individual organisms, to the ecological effects of pollutants

38. Definition Reference Ekotoksikologi c. Levin et al. (1989): the science that seeks to predict the impacts of chemicals upon ecosystems Cairns and Mount (1990): the study of the fate and effect of toxic agents in ecosystems d.Jorgensen (1990): the science of toxic substances in the environment and their impact on living organisms e.Suter (1993): the study of toxic effects on nonhuman organisms, populations, and communities

39. Definition Reference Ekotoksikologi d.Shane (1994): the study of the fate and effect of a toxic compound on an ecosystem e.Forbes and Forbes (1994): the field of study which integrates the ecological and toxicological effects of chemical pollutants on populations, communities, and ecosystems with the fate (transport, transformation, and breakdown) of such pollutants in the environment f.Hoffman et al. (1995): the science of predicting effects of potentially toxic agents on natural ecosystems and nontarget species

40. Ecotoxicology • The branch of Environmental Toxicology concerned with the study of toxic effects, caused by stable chemical stressors (natural and synthetic) on the biosphere and constituents of the biosphere

41. Ecotoxicology • As a tool, Ecotoxicology is based on four-part process • The release of a chemical into the environment; • The transport of the chemical into biota, with or without chemical transformation; • The exposure of the chemical to one or more target organisms and • The response of biosphere and constituents of the biosphere to the chemical exposure

42. 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 Ekotoksikologiadalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan masuknya agen dan interaksi dengan lingkungan (Butler, 1978). Dengan demikian ekotoksikologi merupakan bagian dari toksikologi lingkungan.

43. Lahirnya Ilmu Toksikologi Lingkungan didorong oleh keadaan masa kini antara lain : - Pencemaran lingkungan oleh bahan kimia >, femonena efeknya belum penuhnya dimengerti. Sehingga jika ada masalah sulit ditanggulangi, yg mengakibatkan tk kerugian menjadi lebih besar. - Pentingnya pemahaman fenomena efek/ dampak bahan racun lingk./ xenobiotik terhadap populasi, komunitas maupun ekosistem.

44. Kebutuhan akan toksikologi lingkungan meningkat ditinjau dari : Proses Modernisasi yang akan menaikan konsumsi sehingga produksi juga harus meningkat, dengan demikian industrialisasi dan penggunaan energi akan meningkat yang tentunya akan meningkatkan resiko toksikologis. Proses industrialisasi akan memanfaatkan bahan baku kimia, fisika, biologi yang akan menghasilkan buangan dalam bentuk gas, cair, dan padat yang meningkat. Buangan ini tentunya akan menimbulkan perubahan kualitas lingkungan yang mengakibatkan resiko pencemaran, sehingga resiko toksikologi juga akan meningkat.

45. Menurut Oto Soemarwoto, 1976 : Toksikologi Lingkungan adalah ilmu yang mempelajari efek toksis faktor-faktor lingkungan terhadap kehidupan organisme. Pencemaran lingkungan dapat menyebabkan lesi toksis pada manusia, perubahan biosfer atau perubahan lingkungan luar. Pencemaran udara, air dan tanah akan menyebabkan gangguan terhadap kehidupan komponen ekosistem termasuk manusia.

46. Ruang Lingkup Toksikologi Lingkungan : • Pembahasan khusus toksikologi terhadap bahan polutan berbahaya yang masuk ke dalam suatu tatanan lingkungan hidup yang diduga dapat menimbulkan pengaruh buruk terhadap kesehatan manusia.

47. Ruang Lingkup kajian Toksikologi Lingk.: • - hubungan dosis – respons, • absorpsi racun, • distribusi dan • penyimpanan racun, • biotransformasi dan eliminasi racun, • organ keracunan, • teratogenesis, • mutagenesis, • carcinogenesis, • penilaian resiko keracunan • dll

48. Tujuan Toksikologi Lingkungan adalah : ☞ Mencari substansi yang aman, yang berarti dapat mempelajari mekanisme racun terhadap organisme. ☞Mencegah terjadinya efek yang tidak dikehendaki terhadap organisme dan lingkungan yang berarti harus dapat mengidentifikasi secara kuantitatif racun yang ada di dalam organisme, udara, air. tanah. ☞ Membuat kriteria dasar untuk standarisasi ☞ Dapat memperbaiki cara pengobatan keracunan/ membuat antidotum

49. Bila zat toksik ini masuk ke dalam tubuh, dan menimbulkan efek, maka hal ini yang dikatakan sebagai keracunan atau dengan kata lain adalah keadaan tidak normal akibat efek racun karena kecelakaan, bunuh diri, tindak kriminal, jabatan. Efek keracunan yang terjadi dapat bersifat akut, sub-akut, khronis, delayed. Hal ini ditentukan oleh waktu, lokasi organ (lokal/ sistemik). Kemampuan racun untuk menimbulkan kerusakan apabila masuk kedalam tubuh dan lokasi organ yang rentan disebut toksisitas.

50. Toksisitas dapat ditentukan dari beberapa faktor yaitu : ☞ Spesies (jenis mahluk hidup: hewan, manusia, tumbuhan) ☞Portal of entry , cara masuknya zat racuntersebut: kulit, pernafasan dan mulut ☞ Bentuk/ sifat kimia - fisik dll