Bab 8Kesehatan 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 biomagnifikasidigunakan 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 tertentumis. 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

Studi Kasus: Demaskulinisasi & Feminisasi Katak dalam Lingkungan

8EES/mpkt B/ias

Membran selMembran 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.

9EES/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

10EES/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)

11EES/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

12EES/mpkt B/ias

• Bagaimana polutan memasuki lingkungan?

– Titik sumber

– Area sumber (disebut juga sumber non- titik)

13EES/mpkt B/ias

– Sumber bergerak

14EES/mpkt B/ias

Kategori Polutan

• Penyebab Infeksi

• Logam berat yg toksik

• Senyawa organik

• Polusi Thermal

• Partikel

• Bidang Elektromagnetik

• Bunyi

15EES/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

16EES/mpkt B/ias

Jalur Toksik

• Satu jalur ialahbiomagnifikasi– Akumulasi atau

peningkatan konsentrasi suatusubstansi dlm jaringan hidupsaat bergerak melalui jaringan makanan

• Dikenal juga sbgbioakumulasi

17EES/mpkt B/ias

• Merkuri dalam ekosistem akuatik merupakan contoh lain biomagnifikasi

• Aktivitas Bakterial ke metilasi

• Merkuri metil jauh lebih toksik ketimbangmerkuri anorganik, dan proses eliminasi dari sistem tubuh lebih lambat

• Semakin tinggi dalam rantai makanan, semakin tinggi konsentrasi merkuri

• Biomagnifikasi juga terjadi dalam lautan.

18EES/mpkt B/ias

Jalur Merkuri

19EES/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

20EES/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

21EES/mpkt B/ias

Timah di Lingkungan Perkotaan

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

22EES/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

23EES/mpkt B/ias

Senyawa Organik

• Senyawa Organik merupakan senyawa karbonyg diproduksi secara alami oleh organisme hidup atau, secara sintetik melalui prosesindustrial

• Senyawa organik sintetik digunakan pada proses industrial, pest control, obat-obatan, & additives makanan

• Ada > dari 20 juta bahan kimia!

24EES/mpkt B/ias

• Polutan organik persisten diproduksi beberapadekade 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

25EES/mpkt B/ias

• Satu contoh ialah polychlorinated biphenyls(PCBs)

• Semula dipakai untuk mengisolasi transformerelektrik

• 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

26EES/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

27EES/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

28EES/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?

29EES/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

30EES/mpkt B/ias

• Ada beberapa solusi untuk thermal discharge khronis ke dalam air

– Menara pendingin

– Danau Penampungan

31EES/mpkt B/ias

Menara Pendingin Basah & Kering

32EES/mpkt B/ias

Partikel

• Partikel adalah partikel debu (termasuk angus & sert asbes) yg dilepas ke dalam atmosfer

33EES/mpkt B/ias

• Asbestos— seberapa bahaya sebenarnya?

• Asbestos digunakan untuk insulasi & proteksiterhadap kepanasan

• Kontak berlebihan dapat berakibat ‘asbestosis’& kanker pada sejumlah pekerja industri

34EES/mpkt B/ias

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

35EES/mpkt B/ias

Medan Elektromagnetik

• Medan Elektromagneti (Electromagneticfields/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

36EES/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

37EES/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

38EES/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

39EES/mpkt B/ias

Pemajanan Sukarela

• Orang kadang memajankan diri thd polutan berbahaya dengan sengaja

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

• Konsekuensinya a.l. Ialah keadaan sakit, tingkah laku kriminal, dan gangguan hubungan sosial

40EES/mpkt B/ias

Efek Umum Polutan

• Hampir setiap bagian tubuh manusia terpengaruh

41EES/mpkt B/ias

Pengaruh Umum Polutan

42EES/mpkt B/ias

Dosis dan Respons

• Setiap substansi dalam jumlah besar substansidapat 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

43EES/mpkt B/ias

Dosis dan Respons

• Tidak semua individu berespon secara sama terhadap dosis yg sama

• TD-50 merupakan dosis yang menghasilkanrespons toksik pada 50% populasi

44EES/mpkt B/ias

Ambang Dosis

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

45EES/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).

47EES/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

48EES/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