ALUR TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN
B. Ekokinetika
Ekokinetika berasal dari kata “eko” dan “kinetik”. Eko berarti lingkungan, dan kinetik berarti pergerakan. Dapat dipahami bahwa ekokinetik adalah menelaah bagaimana pergerakan suatu bahan beracun di dalam sebuah ekosistem.
Ekokinetika merupakan hal yang penting dalam kajian toksikologi lingkungan setelah diketahui sumber dan beberapa sifat dari keberadaan benda asing di dalam lingkungan yang berpotensi masuk ke dalam tubuh manusia.
Menurut perspektif ilmu lingkungan dan pencemaran lingkungan maka komponen yang ada di dalam lingkungan itu, sekaligus sebagai media dan agen toksin. Hal ini terjadi pada keadaan lingkungan yang tidak seimbang lagi. Sehingga menelaah pergerakan bahan toksin dalam ekosistem itu, didasarkan pada hasil interaksi antara komponen lingkungan itu dengan bahan racun yang mengkontaminasinya atau disebut sebagai kontaminan.
Dalam ekokinetika, tidak hanya media yang ada pada lingkungan saja yang menjadi topik pembahasan, melainkan juga bagaimana interaksi yang terjadi antara toksin yang diemisikan dengan media komponen lingkungan tersebut. Untuk mengetahui interaksi yang terjadi, maka perlu pula ditelaah tentang sifat fisis kimia dari toksin tersebut. Karena sifat fisis kimia dari toksin tersebut secara langsung akan menentukan bagaimana interaksi yang akan terjadi pada media lingkungan.
Sifat suatu toksin juga tergantung dari sumber toksin itu sendiri.
Makanya dalam hal ekokinetika, perlu kajian itu dimulai dari sumber racun diemisikan. Sumber racun selain bisa menentukan sifat fisis kimia dari racun yang diemisikan, juga menentukan pula langkah
BAB 4|| Alur Toksikologi Lingkungan Toksikologi Lingkungan
34
langkah pengendalian yang memungkinkan untuk diterapkan pada suatu keadaan lingkungan yang telah dimasuki toksin.
1. Sumber Racun
Dalam penjelasan terdahulu, telah dapat dipahami bahwa sumber racun dalam lingkungan itu banyak sekali. Sehingga dapat diklasifikasikan menurut banyak aspek. Dalam hal ini, terkait dengan langkah pengendalian toksin dalam perspektif toksikologi lingkungan yang sedang kita pelajari ini, maka sumber racun dikelompokkan atas 2 (dua) yaitu:
a. distributif;
b. non-distributif.
Sumber yang distributif adalah sumber yang tidak tersebar secara merata. Sumber ini dapat bergerak ke segala arah. Sumber ini termasuk ke dalamnya sumber berupa area seperti semprotan pestisida pada suatu daerah dan pembakaran hutan misalnya. Tentu sumber seperti ini sangat sulit untuk dikendalikan dibandingkan dengan sumber non-distributif.
Sedangkan sumber non-distributif adalah sebaliknya, yaitu sumber yang berupa titik. Sumber ini tidak bergerak seperti cerobong asap pabrik atau pipa ujung dari IPAL dari suatu bangunan.
2. Emisi
Emisi terjadi begitu suatu racun telah “bertemu” dengan komponen lingkungan. Dalam bahasa di literatur lain ada yang menyebutnya sebagai proses introduksi dari toksin ke dalam lingkungan. Emisi dapat terjadi secara alamiah, insidental dan aksidental.
Secara alamiah terjadi pada peristiwa gunung meletus yang menyebabkan senyawa beracun berada pada suatu lingkungan yang terpapar. Insidental terjadi karena kecelakaan seperti bocornya IPAL dan lain sebagainya yang langsung menyebabkan korban jiwa. Sedangkan aksidental suatu kecelakaan yang tidak menimbulkan korban jiwa saat itu, tetapi dampaknya masih ada pada lingkungan yang berpotensi terjadinya keracunan di saat yang lain. Bisa juga terjadinya sumber tersier setelah bahan yang dikeluarkannya itu bereaksi dengan senyawa lain dan menimbulkan kematian.
BAB 4|| Alur Toksikologi Lingkungan 35
3. Media Transport
Media transport adalah media yang ada dalam lingkungan. Tentu saja media itu terdiri dari komponen biotik dan abiotik. Komponen abiotik ini juga dapat dibagi 2, yaitu komponen biotik alami seperti tanah, air dan udara dan komponen biotik yang tidak alami sebagai hasil buatan manusia.
Transport dapat juga disebut “disperse”; dapat lambat dapat cepat;
dapat juga jauh atau dekat. Transport ini merupakan proses fisis, begitu pula proses transformasi dapat merupakan proses fisis seperti halnya reaksi foto kimia dan degradasi baik yang bersifat biotik maupun abiotik (Salami, 2003).
McKinney (1981) telah menentukan persamaan dan perbedaan antara keduanya. Hal ini disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. Perbandingan antara Transport dan Transformasi
Transport Transformasi
Persamaan Dapat terjadi di air, udara dan tanah
Dapat terjadi di air, udara dan tanah
Perbedaan 1. Terjadi di organisme rantai makanan
2. Tidak ada perubahan struktur
1. Terjadi dalam organisme 2. Terjadi perubahan struktur
Sumber: Mac Kinney (1981)
4. Proses Ekokinetika
Proses ekokinetika berarti melibatkan sumber racun, racun itu sendiri dan media transport. Media transport adalah komponen lingkungan.
Sebagaimana diketahui, komponen lingkungan itu jarang yang bersifat homogen. Misalnya komponen tanah. Dalam tanah masih terdapat air dan udara dan biota.
Pada literatur lain, istilah komponen lingkungan dalam konteks media transport ini ada yang menyebut sebagai “kompartemen” atau
“fase”. Istilah fase ini sangat bisa dipahami karena pergerakan racun dalam media atau kompartemen itu, adalah fase-fase dari perjalanan toksin dalam ekokinetika.
BAB 4|| Alur Toksikologi Lingkungan Toksikologi Lingkungan
36
Keberadaan racun pada komponen lingkungan mempunyai 3 peluang kemungkinan yang akan terjadi:
a. Racun tetap berada pada tempat pertama ia diemisikan.
b. Racun terbawa oleh media lingkungan seperti tanah, air, udara.
c. Racun bereaksi dengan media lingkungan, yang disebut terjadi transformasi.
Kadar atau jumlah racun yang diemisikan tidak selalu tetap ketika telah bercampur dengan lingkungan. Terdapat beberapa kemungkinan, yang tergantung pula pada proses yang mungkin terjadi. Beberapa proses yang mungkin terjadi itu adalah:
a. Adsorbs – desorbsi – sedimentasi.
b. Input – evaporasi.
c. Bereaksi dengan zat lain dan membentuk senyawa baru.
Setiap kemungkinan akan memengaruhi toksisitas bahan xenobiotik yang masuk ke dalam lingkungan karena adanya media lingkungan tersebut. Secara sederhana proses itu disajikan pada Gambar 6.
Gambar 6. Proses Emisi sampai pada Imisi pada ekokinetika
Sumber: modifikasi dari Koeman (1987)
Penjelasan Gambar
Secara umum Gambar 6 menjelaskan suatu proses bagaimana xenobiotik bergerak dari emisi sampai pada emisi. Terlihat beberapa simbol V, I, A dan D pada gambar. Masing-masing simbol dijelaskan sebagai berikut:
E : Emisi.
P : Proses “penguapan” dari media cair.
M : Proses terjadinya proses “masukan baru” dari udara. Contohnya seperti hujan.
I
BAB 4|| Alur Toksikologi Lingkungan 37 Keberadaan racun pada komponen lingkungan mempunyai 3
peluang kemungkinan yang akan terjadi:
a. Racun tetap berada pada tempat pertama ia diemisikan.
b. Racun terbawa oleh media lingkungan seperti tanah, air, udara.
c. Racun bereaksi dengan media lingkungan, yang disebut terjadi transformasi.
Kadar atau jumlah racun yang diemisikan tidak selalu tetap ketika telah bercampur dengan lingkungan. Terdapat beberapa kemungkinan, yang tergantung pula pada proses yang mungkin terjadi. Beberapa proses yang mungkin terjadi itu adalah:
a. Adsorbs – desorbsi – sedimentasi.
b. Input – evaporasi.
c. Bereaksi dengan zat lain dan membentuk senyawa baru.
Setiap kemungkinan akan memengaruhi toksisitas bahan xenobiotik yang masuk ke dalam lingkungan karena adanya media lingkungan tersebut. Secara sederhana proses itu disajikan pada Gambar 6.
Gambar 6. Proses Emisi sampai pada Imisi pada ekokinetika
Sumber: modifikasi dari Koeman (1987)
Penjelasan Gambar
Secara umum Gambar 6 menjelaskan suatu proses bagaimana xenobiotik bergerak dari emisi sampai pada emisi. Terlihat beberapa simbol V, I, A dan D pada gambar. Masing-masing simbol dijelaskan sebagai berikut:
E : Emisi.
P : Proses “penguapan” dari media cair.
M : Proses terjadinya proses “masukan baru” dari udara. Contohnya seperti hujan.
I
A : Adsorpsi yaitu berupa melekatnya toksin pada permukaan partikel.
D : Desorpsi. Merupakan peristiwa kebalikan dari adsorpsi.
Proses adsorpsi dan desorpsi terjadi bersamaan secara alamiah biasanya dalam proses menuju keseimbangan. Sama hal antara proses penguapan yang merupakan kebalikan dari proses masukan baru.
I : Imisi yang merupakan proses di mana toksin memasuki tubuh organisme.
5. Air sebagai Media
Air merupakan media yang paling banyak menerima dan dijadikan sebagai media transport maupun media terjadinya transformasi xenobiotik di alam. Mulai sampah (limbah padat), sampai pada limbah cair baik dari aplikasi pestisida maupun limbah rumah tangga dan industri.
Bahkan karena begitu tercemarnya lingkungan, air hujan yang turun pun telah membawa zat asam sehingga disebut hujan asam. Padahal air hujan adalah mekanisme penjernihan air paling akhir di alam.
Dalam air sebagai media, maka proses yang terjadi adalah:
a. adveksi;
b. diffuse;
c. dispersi.
Adveksi adalah pergerakan bahan pencemar atau xenobiotik yang mengandung toksin yang terjadi karena adanya aliran air. Laju adveksi ini ditentukan oleh konsentrasi C dan kecepatan air V.
Diffuse atau difusi adalah bercampurnya xenobiotik pada air yang ada pada lingkungan. Selanjutnya air tersebut akan menjadi media pergerakan dari bahan pencemar. Difusi ini terbagi atas 2, yang pertama disebut difusi turbulen dan yang kedua disebut difusi molekuler. Pada umumnya, difusi dan adveksi terjadi serentak dan simultan.
Dispersi adalah pengadukan yang terjadi dalam tanah ketika adveksi terjadi dalam kecepatan rendah yang tidak mengakibatkan turbulensi, tetapi pergerakan air yang melalui partikel tanah menyebabkan terjadinya transport yang menyerupai difusi turbulen (Salami, 2003).
BAB 4|| Alur Toksikologi Lingkungan Toksikologi Lingkungan
38
6. Udara sebagai Media
Ada yang menarik tentang udara sebagai media. Weinhold (2008) mengemukakan hasil penelitiannya dan mencatat bahwa pembangunan cerobong asap pabrik dibuat setinggi mungkin ternyata tidak menyelesaikan masalah terhadap pencemaran udara. Industri nikel di Sudbury Canada ternyata menyebabkan terjadinya efek biologis yang membahayakan pada organisme tikus.
Populasi tikus ini berada dengan jarak 500 mil dari sumber pencemar berupa cerobong asap pabrik nikel tersebut. Akibatnya adalah terjadi kenaikan kecepatan denyut jantung tikus yang tidak normal.
Bahan pencemar seperti ozone, sulfur dioksida dan partikel halus lainnya ternyata mampu diterbangkan oleh angin dari satu negara ke negara lain. Bahkan udara mampu sebagai media transport untuk antar-benua.
Proses pergerakan toksin di udara dapat terjadi melalui:
a. konveksi;
b. difusi;
c. konveksi dan difusi.
Proses konveksi adalah terjadinya sekumpulan partikel atau agregat bahan pencemar bersama dengan pergerakan masa udara. Pergerakan masa udara ini disebut dengan advection. Proses difusi juga terjadi dan tidak tertutup kemungkinan terjadi keduanya sekaligus di udara.
7. Tanah sebagai Media
Tanah sebagai media selain pada permukaan juga dapat terjadi di bawah permukaan tanah. Tanah merupakan kompartemen yang heterogen. Di dalam tanah terdapat air, udara, dan biota. Kesemuanya merupakan media untuk pergerakan bahan toksin, baik secara transport maupun melalui transformasi.
BAB 4|| Alur Toksikologi Lingkungan 39
8. Komponen Biotik sebagai Media
Biotik sebagai media transport terbesar adalah hasil pertanian. Hasil pertanian berupa buah-buahan, sayur-sayuran yang bisa dikonsumsi langsung oleh manusia. Apalagi dengan adanya perdagangan bebas produk hasil pertanian maka memungkinkan sekali terjadinya pergerakan yang meluas di antar-negara.
Hal yang paling berpotensi terhadap pergerakan toksin dalam jumlah yang besar dan luas adalah keberadaan residu pestisida pada hasil pertanian tersebut. Walaupun telah dicuci dengan air, tetapi walau bagaimanapun telah terjadi juga transformasi antara residu pestisida dengan media biotik tersebut.
Di samping hasil pertanian yang tergolong pada flora, selanjutnya adalah fauna. Fauna yang ada di lingkungan, di samping sebagai agen juga bisa sebagai pembawa atau sebagai media pergerakan racun pada lingkungan untuk akhirnya sampai pada manusia.
Hewan itu bisa berupa hewan yang dikonsumsi oleh manusia seperti ayam dan ikan. Pada ayam atau ikan tersebut telah terjadi transformasi xenobiotik dan menghasilkan suatu senyawa yang bersifat toksin yang membahayakan manusia untuk jangka panjang. Apalagi hewan yang dijual dan untuk dikonsumsi itu, telah diberi makanan sintetis. Sehingga kemungkinan terakumulasinya senyawa berupa xenobiotik menjadi sangat mungkin terjadi. Pada hewan yang hidup di habitat alaminya seperti ikan di laut dan di sungai pun demikian.
Air yang telah tercemar mengandung senyawa asing yang oleh ikan itu dijadikan media hidup dan mengambil makanan. Pada gilirannya ikan itu pun dikonsumsi oleh manusia.