MATRIKS IKAN NILA (Oreochromis niloticus) DAN APLIKASINYA PADA ASESMEN RESIKO DELTAMETRIN MELALUI ASUPAN IKAN
NILA
Oei Johanes Darma Hendra Sandjaja 098114032
INTISARI
Pestisida merupakan substansi kimia yang digunakan untuk membunuh atau mengendalikan hama. Deltametrin merupakan pestisida golongan piretroid. Deltametrin bersifat non polar dan memiliki nilai log Kow 4,6. Senyawa yang memiliki nilai log Kow lebih besar dari 3 memiliki kemungkinan terjadinya bioakumulasi pada organisme. Bioakumulasi deltametrin dapat terjadi dalam ikan nila (Oreochromis niloticus) apabila deltametrin dipaparkan pada ikan nila. Ikan nila merupakan ikan yang sering dikonsumsi manusia. Manusia yang mengkonsumsi ikan nila yang mengandung deltametrin dapat menyebabkan dampak buruk bagi kesehatan. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui kondisi optimum proses clean-up, mengetahui validitas dari metode kromatografi gas – detektor penangkap elektron (Gas Chromatography – Electron Capture Detector/GC-ECD)sehingga dapat digunakan dalam penetapan kadar deltametrin dalam ikan nila, dan untuk mengetahui laju bioakumulasi deltametrin dalam ikan nila.
Metode yang digunakan meliputi ekstraksi dan clean-up. Instrumen yang digunakan adalah kromatografi gas – detektor penangkap elektron menggunakan fase diam Cp-Sil 5. Dari hasil penelitian dengan clean-up dan GC-ECD yang optimal didapatkan hasil validitas yang baik dengan selektifitas yang baik, linearitas dengan r 0,999; % recovery 82,74 – 100,46 %; % CV 0,31 – 3,41 %; rentang 5,29 ng/g – 70,55 ng/g; LOD 6,70 ng/mL dan 17,81 ng/mL; LOQ 1,30 ng/g; dan prosedur analisis yang digunakan tidak berpengaruh secara signifikan terhadap hasil.
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa hingga hari ke-14 terjadi bioakumulasi deltametrin dalam ikan nila dengan laju bioakumulasi untuk konsentrasi deltametrin 0,17 µg/L dan 0,34 µg/L berturut-turut adalah 0,07 ng/hari dan 0,15 ng/hari. Karakterisasi resiko deltametrin melalui asupan ikan nila menunjukkan bahwa bila manusia Indonesia menkonsumsi ikan nila dengan berat 200 gram per hari dikatakan aman karena jumlah deltametrin yang terpejan adalah 374,46 ng dan 1159,61 ng. Jumlah ini jauh lebih kecil (0,062 dan 0,19 % dari ADI) bila dibandingkan dengan ADI deltametrin (0,01 mg/kg BB).
Pesticides are chemical substances used to kill or control pests. Deltamethrin is a pyrethroid class of pesticides. Deltamethrin is non-polar and has a log Kow value 4.6. Compounds that have log Kow values greater than 3 have the possibility of bioaccumulation in organisms. Deltamethrin bioaccumulation may occur in Nile tilapia (Oreochromis niloticus) exposed deltamethrin. Nile tilapia is a fish that is commonly consumed. Humans who consume tilapia containing deltamethrin can cause harms to health. The purpose of this study was to determine the optimum conditions of clean-up process, determine the validity of gas chromatography - electron capture detector (GC-ECD) method that can be used in the determination of deltamethrin levels in Nile tilapia, and to determine the rate of deltamethrin bioaccumulation in Nile tilapia
The method which used in this study was extraction and clean-up. The instrument used is gas chromatography - electron capture detector using CP-Sil 5 as a stationary phase. The results using clean-up and GC-ECD in optimum condition obtained a good validity with high selectivity; linearity with r 0.999; % recovery 82.74 - 100.46%; % RSD 0.3 – 3.4 % ; range 5.3 ng / g - 70.5 ng / g; LOD 17.81 ng/mL; LOQ 1.30 ng/g, and the matrix that used do not significantly affect analytical procedures.
The results of this study showed that up to day 14 occurred deltamehtrin bioaccumulation in Nile tilapia with rate of bioaccumulation for the concentration deltamethrin 0.17 µg/L and 0.34 µg/L are respectively 0.07 ng/day and 0.15 ng/day. Risk characterization of deltamethrin through Nile tilapia intake showed that when humans consume 200 g of Nile tilapia per day is safe because the amount of consumed deltamethrin was 374.46 ng and 1159.61 ng/g. This results is much smaller (0.062 and 0.19 % of the ADI) than the ADI of deltamethrin (0.01 mg/kg BW).
PENGEMBANGAN METODE ANALISIS DELTAMETRIN DALAM MATRIKS IKAN NILA (Oreochromis niloticus) DAN APLIKASINYA PADA ASESMEN RESIKO DELTAMETRIN MELALUI ASUPAN IKAN
NILA
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)
Program Studi Farmasi
Oleh:
Oei Johanes Darma Hendra Sandjaja
NIM : 098114032
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
i
PENGEMBANGAN METODE ANALISIS DELTAMETRIN DALAM MATRIKS IKAN NILA (Oreochromis niloticus) DAN APLIKASINYA PADA ASESMEN RESIKO DELTAMETRIN MELALUI ASUPAN IKAN
NILA
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)
Program Studi Farmasi
Oleh:
Oei Johanes Darma Hendra Sandjaja
NIM : 098114032
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
iv
An Umbrella cannot stop the rain
but it allows us to stand in the rain.
Just like faith in God,
it may not remove our trials but it gives us
God’s strength to overcome them.
xvii
INTISARI
Pestisida merupakan substansi kimia yang digunakan untuk membunuh atau mengendalikan hama. Deltametrin merupakan pestisida golongan piretroid. Deltametrin bersifat non polar dan memiliki nilai log Kow 4,6. Senyawa yang memiliki nilai log Kow lebih besar dari 3 memiliki kemungkinan terjadinya bioakumulasi pada organisme. Bioakumulasi deltametrin dapat terjadi dalam ikan nila (Oreochromis niloticus) apabila deltametrin dipaparkan pada ikan nila. Ikan nila merupakan ikan yang sering dikonsumsi manusia. Manusia yang mengkonsumsi ikan nila yang mengandung deltametrin dapat menyebabkan dampak buruk bagi kesehatan. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui kondisi optimum proses clean-up, mengetahui validitas dari metode kromatografi gas – detektor penangkap elektron (Gas Chromatography – Electron Capture Detector/GC-ECD)sehingga dapat digunakan dalam penetapan kadar deltametrin dalam ikan nila, dan untuk mengetahui laju bioakumulasi deltametrin dalam ikan nila.
Metode yang digunakan meliputi ekstraksi dan clean-up. Instrumen yang digunakan adalah kromatografi gas – detektor penangkap elektron menggunakan fase diam Cp-Sil 5. Dari hasil penelitian dengan clean-up dan GC-ECD yang optimal didapatkan hasil validitas yang baik. Hasil validasi menunjukkan sensitivitas dengan nilai LOD 17,81 ng/mL dan LOQ 1,30 ng/g; korelasi antara konsentrasi dan respon yang linear pada rentang 5,3 ng/g – 70,5 ng/g dengan nilai r 0,999; akurasi dinyatakan dengan nilai recovery sebesar 82,74 – 110,46 %; presisi dinyatakan dengan nilai % RSD sebesar 0,3 – 3,4 %; dan matriks ikan nila tidak berpengaruh secara signifikan terhadap metode analisis
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa hingga hari ke-14 terjadi bioakumulasi deltametrin dalam ikan nila dengan laju bioakumulasi untuk konsentrasi deltametrin 0,17 µg/L dan 0,34 µg/L berturut-turut adalah 0,07 ng/hari dan 0,15 ng/hari. Karakterisasi resiko deltametrin melalui asupan ikan nila menunjukkan bahwa bila manusia Indonesia menkonsumsi ikan nila dengan berat 200 gram per hari dikatakan aman karena jumlah deltametrin yang terpejan adalah 374,46 ng dan 1159,61 ng. Jumlah ini jauh lebih kecil (0,062 dan 0,19 % dari ADI) bila dibandingkan dengan ADI deltametrin (0,01 mg/kg BB).
xviii
ABSTRACT
Pesticides are chemical substances used to kill or control pests. Deltamethrin is a pyrethroid class of pesticides. Deltamethrin is non-polar and has a log Kow value 4.6. Compounds that have log Kow values greater than 3 have the possibility of bioaccumulation in organisms. Deltamethrin bioaccumulation may occur in Nile tilapia (Oreochromis niloticus) exposed deltamethrin. Nile tilapia is a fish that is commonly consumed. Humans who consume tilapia containing deltamethrin can cause harms to health. The purpose of this study was to determine the optimum conditions of clean-up process, determine the validity of gas chromatography - electron capture detector (GC-ECD) method that can be used in the determination of deltamethrin levels in Nile tilapia, and to determine the rate of deltamethrin bioaccumulation in Nile tilapia
The method which used in this study was extraction and clean-up. The instrument used is gas chromatography - electron capture detector using CP-Sil 5 as a stationary phase. The results using clean-up and GC-ECD in optimum condition obtained a good validity with high selectivity; linearity with r 0.999; % recovery 82.74 - 100.46%; % RSD 0.3 – 3.4 % ; range 5.3 ng / g - 70.5 ng / g; LOD 17.81 ng/mL; LOQ 1.30 ng/g, and the matrix that used do not significantly affect analytical procedures.
The results of this study showed that up to day 14 occurred deltamehtrin bioaccumulation in Nile tilapia with rate of bioaccumulation for the concentration deltamethrin 0.17 µg/L and 0.34 µg/L are respectively 0.07 ng/day and 0.15 ng/day. Risk characterization of deltamethrin through Nile tilapia intake showed that when humans consume 200 g of Nile tilapia per day is safe because the amount of consumed deltamethrin was 374.46 ng and 1159.61 ng/g. This results is much smaller (0.062 and 0.19 % of the ADI) than the ADI of deltamethrin (0.01 mg/kg BW).
ix
PRAKATA
Puji Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus berkat kasih
karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian serta penyusunan skripsi
yang berjudul “Pengembangan Metode Analisis Deltametrin dalam Matriks Ikan
Nila (Oreochromis niloticus) dan Aplikasinya pada Asesmen Resiko Deltametrin
Melalui Asupan Ikan Nila” dengan baik. Skripsi ini disusun untuk memenuhi salah
satu persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.) di Fakultas Farmasi,
Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.
Dalam pelaksanaan penelitian hingga penyusunan skripsi ini, penulis
banyak mendapatkan dukungan dari banyak pihak. Maka dari itu, penulis ingin
mengucapkan terima kasih kepada:
1. Ipang Djunarko, M.Sc., Apt. selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata
Dharma Yogyakarta.
2. C.M. Ratna Rini Nastiti, M.Pharm., Apt. selaku Ketua Program Studi Fakultas
Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta yang turut memberikan saran
dan masukan untuk penulis selama tahap penelitian.
3. Prof. Dr. Sri Noegrohati Apt, selaku Dosen pembimbing utama yang telah
memberikan pengarahan, bantuan, tuntunan, kritik, dan saran sejak awal
penelitian hingga akhir penyusunan skripsi ini.
4. Sanjayadi, M.Si., selaku Dosen pembimbing pendamping yang telah
memberikan pengarahan, bantuan, tuntunan, kritik, dan saran sejak awal
x
5. Jeffry Julianus, M.Si. dan Enade Perdana I., Ph.D., Apt., selaku dosen penguji
atas segala masukan dan bimbingannya.
6. Rini Dwiastuti, M.Sc., Apt. atas dukungan dan segala bantuan dalam perijinan
penggunaan lab.
7. Segenap dosen yang telah berkenan membagikan ilmu kepada penulis selama
belajar di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
8. Teman seperjuangan skripsi: Kristina Nety Indriati, untuk kesabaran,
kebersamaan dan suka dukanya selama menyelesaikan penelitian ini.
9. Mas Bimo, Pak Parlan, Mas Kunto, Mas Kethul Ismadi, Mas Ottok dan seluruh
staff laboratorium Fakultas Farmasi serta staff keamanan dan kebersihan
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta atas bantuan dan kerjasamanya.
10.Teman seperjuangan di laboratorium Kimia Analisis Instrumentasi : Jimmy,
Rachel, Gunggek, Leo, Topan, Ina, Shinta, Sasya, Metri, Victor, Agnes, Novia,
Teti, Febrin, Wisnu dan Ozy atas kebersamaan, suka duka, dan canda tawanya.
11.Is, Fendy, Felix atas keluangan waktu untuk bersama pergi sejenak dari
penatnya skripsi dan yang selalu memberikan dukungan dan masukan.
12.Teman-teman FST A 2009 dan seluruh angkatan 2009 atas dukungan dan suka
duka yang diberikan, Semoga pengalaman yang telah kita lalui bersama bisa
menjadi bekal untuk perjuangan hidup kita kelak.
13.Seluruh pihak, yang tidak dapat disebutkan satu per satu atas yang telah
membantu penulis dalam pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penelitian dan
xi
sangat diharapkan adanya masukan dan saran yang membangun untuk penulis.
Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan berguna bagi dunia ilmu
pengetahuan.
xii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ……….. i
HALAMAN PERSETUJUAN………... ii
HALAMAN PENGESAHAN………. iii
HALAMAN PERSEMBAHAN……….. iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA……….. v
LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA………... vi
INTISARI..………... vii
ABSTRACT...………... viii
PRAKATA……...………... ix
DAFTAR ISI……….……….. xii
DAFTAR TABEL………... xix
DAFTAR GAMBAR………... xxi
DAFTAR LAMPIRAN.……….. xxiii
BAB I. PENGANTAR A. Latar Belakang……… 1
1. Perumusan Masalah ……….. 5
2. Keaslian Penelitian ………. 5
3. Manfaat Penelitian ………... 5
B. Tujuan Penelitian ………... 6
BAB II. PENELAAHAN PUSTAKA
A. Pestisida…………..………..…………...
1. Pengertian………..
8
xiii
2. Residu……… 10
3. Golongan………..…..………...………… 10
4. Jalur Masuk Tubuh……..…...………...… 10
5. Efek Terhadap Kesehatan dan Lingkungan...………..…….. 11
B. Deltametrin………..……… 12
c. Toksisitas Jangka Panjang dan Karsinogenisitas……….
xiv
d. Pemilihan Temperatur Kolom ………..
e. Detektor Penangkap Elektron………...
4. Analisis Kualitatif dan Kuantitatif ………....
xv BAB III. METODE PENELITIAN
A. Jenis dan Rancangan Penelitian ………...………... 56
C. Definisi Operasional……… 57
D. Alat Penelitian ………..……….. 57
E. Bahan Penelitian…..……… 58
F. Tatacara Penelitian ………..
1. Optimasi Kromatografi Gas…...……….
2. Validasi Metode Pengukuran…...………...
a. Kestabilan Alat………..
b. Pembuatan Larutan Stok Deltametrin…..………...
c. Pembuatan Larutan Intermediet Deltametrin.………...
d. Linearitas dan Sensitivitas Metode Pengukuran Deltametrin
dengan GC-ECD...………….………
3. Optimasi Fase Diam dan Fase Gerak untuk Clean-up….……...…...
a. Ekstraksi ikan………...
b. Clean-updengan Fase Diam Alumina……….……….…...
c. Clean-up dengan Karbon Aktif dan Karbon Nonaktif…………
4. Validasi Metode Analisis Deltametrin……..……….
xvi
b. Clean-up………….……….
c. Perolehan Kembali, Pengaruh Matriks, Penentuan LOD,
Presisi, Akurasi………
5. Penentuan Deltametrin dalam Ekstrak Ikan Nila.………...
a. Perlakuan Ikan Nila….………
b. Waktu Pengambilan Sampel………
c. Ekstraksi Deltametrin dalam Sampel Ikan Nila………...
d. Clean-updan Determinasi………...
1. Optimasi Kromatografi Gas…….…….………..
2. Optimasi Jenis Fase Diam dan Fase Gerak untuk Clean-up………..
3. Kestabilan Alat...………...
4. Perhitungan Linearitas, Sensitivitas, dan Batas Deteksi………
5. Penentuan Perolehan Kembali dan Batas Kuantitasi……….
6. Perhitungan Kadar………..………...
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
xvii
c.1. Kurva Baku dan Linearitas………...
c.2. LOD………..
2. Preparasi Sampel Ikan Nila..……….
a. Ekstraksi Deltametrin dalam Ikan Nila..………...
b. Optimasi Jenis Fase Diam Dan Fase Gerak untuk Clean-up……
b.1. Optimasi Fase Diam untuk Clean-up Ekstrak Ikan Nila..….
b.2. Optimasi Fase Gerak untuk Clean-up Ekstrak Ikan Nila.…..
3. Validasi Metode Analisis Deltametrin dalam Ikan Nila...………….
a. Selektivitas...……….
b. Akurasi………..………
c. Presisi……….…….………..
d. Rentang Linearitas..………..
e. LOQ………....………...
f. Pengaruh Prosedur Analisis………..………
B. Bioakumulasi Deltametrin dalam Ikan Nila..………..
1. Aklimatisasi dan penanganan ikan nila untuk uji bioakumulasi
deltametrin dalam ikan nila…….………..
2. Penetapan kadar deltametrin dalam ikan nila………
C. Karakterisasi Resiko Asupan Deltametrin Melalui Ikan Nila………….
70
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan.……….
B. Saran ………...
100
101
xviii
LAMPIRAN ………... 106
xix
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel I Sifat fisika kimia deltametrin.……… 15
Tabel II Toksisitas deltametrin pada organisme akuatik ..……….. 20
Tabel III Klasifikasi teknik dan metode analisis berdasarkan konsentrasi
analit dalam sampel...………. 30
Tabel IV Parameter validasi untuk setiap kategori uji.……….. 47
Tabel V Hasil optimasi GC-ECD…………...……….. 69
Tabel VI Hasil rata-rata Tr dan CV DCB...………... 69
Tabel VII Hasil rata-rata luas puncak dan CV DCB..………. 70
Tabel VIII Persamaan regresi linier baku deltametrin….……… 71
Tabel IX Persamaan regresi linier baku deltametrin…..………... 72
Tabel X Hasil perolehan kembali……….……… 84
Tabel XI Persen perolehan kembali yang dapat diterima pada beberapa
tingkat konsentrasi analit……… 84
Tabel XII Persen koefisien variasi dari metode penambahan baku……… 86
Tabel XIII Persen koefisien variasi yang diterima pada beberapa tingkat
konsentrasi analit……… 86
Tabel XIV Hasil uji F standar deviasi kurva baku dan kurva adisi……….. 89
Tabel XV Hasil uji t slope kurva baku dan kurva adisi……….. 89
Tabel XVI Hasil uji t slope konsentrasi 0,17 µg/L………. 98
Tabel XVII Hasil uji t slope konsentrasi 0,34 µg/L………. 99
xx
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Struktur deltametrin………...……… 14
Gambar 2. Kanal sodium……….……… 21
Gambar 3. Ikan nila………..………... 24
Gambar 4. Struktur insang ikan………... 28
Gambar 5. Diagram skematik kromatografi gas………... 36
Gambar 6. Gas yang digunakan dalam kromatografi gas….…………... 37
Gambar 7 Diagram split injection…...……… 38
Gambar 8. Tipe kolom kapiler kromatografi gas...………. 40
Gambar 9. Jenis pemrograman suhu..………. 43
Gambar 10. Perbandingan detektor pada gas kromatografi..……… 43
Gambar 11. Diagram skematik detektor penangkap elektron.……….. 45
Gambar 12. Kurva hubungan konsentrasi deltametrin vs rasio AUC
deltametrin/DCB……… 71
Gambar 13. Kurva hubungan konsentrasi deltametrin vs rasio AUC
deltametrin/DCB………. 72
Gambar 14. Ilustrasi pencarian LOD……….………… 73
Gambar 15. Overlappingkurva LOD……… 73
Gambar 16 Perbandingan hasil recovery deltametrin menggunakan karbon
aktif (250 mg) dan karbon nonaktif (250 mg)………....… 78
Gambar 17 Hasil recovery adisi baku deltametrin sebelum clean-up dan
xxi
sulfat 0,4 g……….. 80
Gambar 18 Perbandingan kromatogram (1) = standar baku deltametrin,
(2) = deltametrin dalam matriks ikan nila yang telah melalui
proses ekstraksi dan clean-up……… 81
Gambar 19 Gabungan kurva baku dan kurva adisi……….. 88
Gambar 20 Kurva bioakumulasi deltametrin dalam ikan nila……….. 95
Gambar 21 Kurva laju bioakumulasi deltametrin dalam ikan nila
konsentrasi 0,17 µg/L………... 96
Gambar 22 Kurva laju bioakumulasi deltametrin dalam ikan nila
xxii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Pembuatan larutan stok deltametrin ……….……….. 108
Lampiran 2. Pembuatan larutan intermediet deltametrin…..…………... 108
Lampiran 3. Pembuatan larutan kerja…... 108
Lampiran 4. Data optimasi kromatografi gas……….…………. 109
Lampiran 5. Data hasil rata-rata Tr dan CV DCB….……….. 109
Lampiran 6. Data hasil rata-rata AUC dan CV DCB……….. 110
Lampiran 7. Data rasio AUC Deltametrin/DCB vs konsentrasi baku…. 110
Lampiran 8. Grafik kurva baku……… 111
Lampiran 9. Perhitungan sensitifitas alat………. 112
Lampiran 10. Perbandingan hasil recovery standar deltametrin yang
diperoleh antara karbon yang diaktifkan dan karbon yang
tidak diaktifkan……… 113
Lampiran 11. Hasil recovery adisi standar deltametrin sebelum clean-up
dan sebelum ekstraksi………..……… 114
Lampiran 12. Data hasil perolehan kembali.………….……… 115 Lampiran 13. Data hasil persen koefisen variasi…..………. 116
Lampiran 14. Data LOQ……… 116
Lampiran 15. Pengaruh prosedur analisis………. 118
Lampiran 16. Data penetapan kadar bioakumulasi)………. 120
Lampiran 17. Data laju bioakumulasi……… 125
xxiii
steady-state……….. 126
1
BAB I
PENGANTAR A. Latar Belakang
Indonesia merupakan negara agraris, dimana sektor pertanian memegang
peranan yang penting dalam pertumbuhan perekonomian Indonesia. Pertanian tidak
lepas dari masalah hama yang dapat menurunkan produksi pertanian. Pengendalian
hama dan penyakit dapat dilakukan dengan cara menggunakan musuh alami
(predator) dan menggunakan senyawa kimiawi, misalnya pestisida. Pengendalian
hama dengan cara menyebarkan hewan yang menjadi musuh alami (predator) hama
ke areal pertanian dinilai kurang efisien dan kurang praktis. Pengendalian hama
yang paling cepat dan efektif adalah menggunakan pestisida (Cahyono, 2005).
Oleh karena itu penggunaan pestisida di Indonesia cukup tinggi. Saat ini,
hampir semua kegiatan pertanian di seluruh dunia menggunakan pestisida untuk
mengendalikan hama, termasuk Indonesia. Jenis pestisida yang banyak digunakan
di Indonesia adalah insektisida, dimana penggunaannya mencapai 70% (Sutanto,
2002). Data survei tahun 2011 dari Yayasan FIELD pada 306 petani padi di Klaten
menunjukkan penggunaan pestisida rata-rata 5,7 kali per musim tanam, suatu
jumlah penggunaan pestisida yang sangat tinggi (Wienarto dan Hakim, 2012).
Penyebaran dan distribusi pestisida di daerah hingga ke tingkat perdesaan
tidak terkontrol sama sekali, kios-kios makanan di desa-desa juga menjual
pestisida. Tidak ada mekanisme yang mengendalikan penggunaan agar sesuai
hanya terjadi di tempat latihan (hanya skala kecil) yang diselenggarakan oleh
pemerintah dengan dukungan perusahaan pestisida. Studi FAO tahun 1993
menemukan dari 800 petani penyemprot di Tegal dan Brebes sekitar 21% terbukti
keracunan secara langsung dari kegiatan penyemprotan pestisida (Wienarto dan
Hakim, 2012).
Imidakloprin, profenolos, dan deltametrin merupakan contoh pestisida
yang sering digunakan petani (Zein, Munaf, Nurhamidah, dan Suyani, 2002).
Deltametrin merupakan pestisida golongan piretroid yang dapat membunuh
serangga melalui kontak langsung ataupun sistemik. Deltametrin bersifat toksik
bagi ikan, toksisitas akut deltametrin bagi ikan Onchorhynchus mykiss selama 96
jam adalah 0,26 µg/L, sedangkan toksisitas jangka panjang selama 28 hari terhadap
Onchorhynchus mykiss adalah <0,032 µg/L (European Commission, 2002). Potensi
bioakumulasi pada ikan Oncorhynchus mykiss (rainbow trout) pada hari ke-4
adalah 0,0599 µg/L dengan bioconcentration factor (BCF) sebesar 817 (Anonima,
2012).
Pestisida merupakan bahan beracun yang berbahaya, terutama jika
penggunaanya berlebihan. Beberapa jurnal penelitian dan ahli lingkungan
melaporkan bahwa pestisida dapat menimbulkan retensi hama, ledakan hama,
timbulnya hama sekunder, akumulasi pada produk pertanian, mencemari
lingkungan seperti tanah dan perairan. Residu pestisida dapat terbawa aliran air dan
dapat mencemari tanah serta organisme akuatik yang hidup di air (ikan, amfibi,
Kecelakaan akibat pestisida pada manusia sering terjadi, terutama dialami
oleh orang yang langsung melaksanakan penyemprotan. Manusia yang keracunan
deltametrin mengalami pusing, muntah, mual, mata berair, kulit terasa gatal-gatal
dan menjadi luka, kejang-kejang, pingsan, dan tidak sedikit kasus berakhir dengan
kematian. Kejadian tersebut umumnya disebabkan kurangnya perhatian atas
keselamatan kerja dan kurangnya kesadaran bahwa pestisida adalah racun.
Selain keracunan langsung, dampak negatif deltametrin bisa mempengaruhi
kesehatan orang awam yang bukan petani, atau orang yang sama sekali tidak
berhubungan dengan pestisida. Kemungkinan ini bisa terjadi akibat sisa
residu pestisida yang ada didalam bahan makanan yang dikonsumsi manusia.
Konsumen yang mengkonsumsi produk tersebut, tanpa sadar telah terpejan
pestisida melalui makanan yang dikonsumsi setiap hari (Natawigena dan Satari,
1981).
Organisme aquatik sangat rentan terhadap keracunan pestisida. Pestisida
tertentu telah terbukti dapat mencemari lingkungan perairan dari sisa pemberian di
lingkungan pertanian atau melayang di udara akibat penyemprotan, dapat
menimbulkan ancaman serius bagi populasi ikan yang terkena paparan langsung,
terutama ikan muda yang cenderung kurang toleran terhadap pestisida. Konsentrasi
pestisida yang tinggi di dalam air dapat membunuh organisme air diantaranya ikan.
Sementara pestisida dengan konsentrasi rendah dapat terakumulasi pada tubuh ikan.
Tentu akan berbahaya bila ikan tersebut termakan oleh manusia. Maka perlu
Untuk menjaga kemanan konsumsi ikan, batas maksimal residu
deltametrin yang diperbolehkan dalam ikan bersirip (fin fish) dalam Annex III of
Council Regulation (EEC) No. 2377/90 adalah 10 µg/kg (Committee for Veterinary
Medicinal Products, 2000).
Salah satu ikan yang banyak dibudidayakan di Indonesia adalah ikan nila
karena pembudidayaannya yang mudah. Permintaan yang besar terhadap ikan nila
mengakibatkan budidaya ikan nila termasuk komoditas unggulan dalam bisnis
perikanan air tawar. Ikan nila banyak dikonsumsi manusia karena dagingnya yang
empuk, lembut, enak, dan tebal (Sutanto, 2012). Ikan nila mengandung nutrisi yang
cukup baik (Suloma, Ogata, Garibay, Chavez, and El-Haroun, 2008).
Bila lingkungan tempat pembudidayaan ikan nila tercemar residu
deltametrin, maka ada kemungkinan deltametrin dapat terakumulasi dalam ikan
nila. Dan bila ikan nila tersebut dikonsumsi oleh manusia, deltametrin dapat
terakumulasi dalam tubuh manusia dan dapat berbahaya bagi kesehatan. Oleh
karena itu perlu menjaga keamanan makanan yang dikonsumsi dengan melalukan
karakterisasi resiko asupan deltametrin melalui ikan nila.
Diperlukan pengembangan metode yang selektif dan sensitif untuk
menetapkan kadar residu deltametrin dalam ikan nila (Oreochromis niloticus) dan
penelitian tentang kemungkinan terjadinya bioakumulasi deltametrin dalam ikan
nila (Oreochromis niloticus). Metode yang dapat digunakan untuk menganalisis
deltametrin adalah menggunakan metode kromatografi gas dengan detektor
1. Perumusan masalah
Dari uraian masalah di atas, dapat disampaikan perumusan masalah:
1. a. Bagaimana optimasi proses ekstraksi dan clean up residu deltametrin
dalam sampel ikan?
b. Apakah lemak ikan nila dan deltametrin dapat dipisahkan menggunakan
penjerap karbon?
2. Apakah proses ekstraksi dan clean up menggunakan fase diam dan fase
gerak yang optimal dapat memberikan data dengan validitas yang baik saat
dilakukan determinasi menggunakan GC-ECD?
3. Apakah terjadi bioakumulasi deltametrin dalam sampel ikan nila
(Oreochromis niloticus)?
4. Apakah asupan deltametrin pada manusia melalui ikan nila melebihi ADI?
2. Keaslian penelitian
Sampai saat ini belum ada penelitian mengenai “Validasi Metode Analisis
Deltametrin dalam Ikan Nila (Oreochromis niloticus) dan Aplikasinya Pada
Penetapan Laju Bioakumulasi Deltametrin Menggunakan Model Lingkungan
Perairan”. Penelitian ini perlu dilakukan sebagai acuan dalam menentukan
bioakumulasi deltametrin dalam ikan nila.
3. Manfaat penelitian
a. Manfaat metodologis. Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat
memberikan alternatif metode dengan validitas yang baik untuk penetapan kadar
menggunakan metode kromatografi gas menggunakan detektor penangkap
elektron.
b. Manfaat praktis. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan
manfaat dan menjadi acuan baik untuk pemerintah maupun peneliti lingkungan
dalam penetapan kadar residu deltametrin dalam ikan nila (Oreochromis niloticus)
yang valid, reliabel, dan memenuhi jaminan kualitas.
B. Tujuan Penelitian
Tujuan umum penelitian ini adalah untuk mendapatkan metode analisis
residu deltametrin dalam sampel ikan nila (Oreochromis niloticus) sehingga
memperoleh data yang valid, reliabel, serta memenuhi jaminan kualitas sehingga
dapat dijadikan acuan bagi pemerintah dan dapat menjadi pedoman teknik analisis
pestisida yang tepat dan memenuhi quality assurance. Juga untuk mengetahui
bioakumulasi deltametrin dalam ikan nila.
Tujuan khusus penelitian ini adalah:
1. Mendapatkan komposisi fase diam dan fase gerak optimal pada proses
pembersihan ko-ekstraktan, sehingga residu deltametrin dapat terpisah dari
ko-ekstraktan.
2. Mendapatkan kondisi yang optimal untuk determinasi residu deltametrin
menggunakan instrument kromatrografi gas detektor penangkap elektron
(Gas Chromatography-Electron Capture Detector/GC-ECD) sehingga
3. Mengetahui bioakumulasi deltametrin dalam ikan nila (Oreochromis
niloticus)
8
BAB II
PENELAAHAN PUSTAKA
A. Pestisida 1. Pengertian pestisida
Pestisida adalah substansi kimia yang digunakan untuk membunuh atau
mengendalikan berbagai hama. Kata pestisida berasal dari kata pest, yang berarti
hama dan cida yang berarti pembunuh. Jadi secara sederhana pestisida diartikan
sebagai pembunuh hama. Yang dimaksud hama bagi petani adalah tungau,
tumbuhan pengganggu, penyakit tanaman yang disebabkan oleh fungi (jamur),
bakteria dan virus, kemudian nematoda (cacing yang merusak akar), siput, tikus,
burung, dan hewan lain yang dianggap merugikan (Sudarmo, 1991).
Menurut European Pharmacopoeia (EP), pestisida adalah suatu zat atau
campuran zat yang digunakan untuk mencegah, membunuh, atau mengontrol hama
tumbuhan atau hewan yang tidak diinginkan. Federal Environmental Pesticide
Control Act (FEPCA) mendefinisikan pestisida sebagai zat atau campuran zat yang
dimaksudkan untuk mencegah, membunuh, mengusir atau mengurangi
hama/serangga, hewan pengerat, nematoda, jamur, rumput (Nollet and Rathore,
2010).
Menurut Peraturan Pemerintah No.7 tahun 1973 tentang pengawasan,
peredaran, penyimpanan, dan penggunaan pestisida, pestisida didefinisikan sebagai
a. Memberantas atau mencegah hama penyakit yang merusak tanaman,
bagian-bagian tanaman, atau hasil-hasil pertanian.
b. Memberantas rerumputan.
c. Mematikan daun dan mencegah pertumbuhan yang tidak diinginkan.
d. Mengatur atau merangsang pertumbuhan tanaman atau bagian-bagian tanaman
tidak termasuk pupuk.
e. Memberantas atau mencegah hama-hama luar pada hewan peliharaan dan
ternak.
f. Memberantas atau mencegah hama-hama air.
g. Memberantas atau mencegah binatang-binatang dan jasad renik dalam rumah
tangga, bangunan, alat-alat angkutan, alat-alat pertanian dan gudang.
h. Memberantas atau mencegah binatang-binatang yang dapat menyebabkan
penyakit pada manusia atau binatang yang perlu dilindungi dengan penggunaan
pada tanaman, air, dan tanah (Anonim, 1998).
Menurut (Wardojo, 1977), pestisida dapat memberikan dampak
pencemaran lingkungan karena dapat mengendap (terdeposit) dalam tumbuhan
ataupun lahan pertanian selama bertahun-tahun sesuai dengan mekanisme
degradasinya. Umumnya degradasi pestisida di lingkungan mengikuti hukum
kinetika reaksi pertama, yaitu bahwa derajat/kecepatan degradasi berhubungan
dengan dosis pengaplikasiannya. Reaksi ini berlangsung dalam dua tahap, yaitu
disipasi (residu menghilang dengan cepat) dan persistensi (residu menghilang
dengan lambat). Terjadinya dua tahap reaksi ini karena deposit insektisida dapat
fotodegradasi (rusaknya pestisida karena cahaya), sedangkan persistensi dapat
disebabkan karena absorpsi pestisida ke dalam tanah.
2. Residu pestisida
Residu pestisida adalah zat tertentu yang terkandung dalam hasil
pertanian, bahan pangan, atau pakan hewan, baik sebagai akibat langsung maupun
tidak langsung dari penggunaan pestisida. Istilah ini mencakup senyawa turunan
pestisida, seperti senyawa hasil konversi, metabolit, senyawa hasil reaksi, dan zat
pengotor yang dapat memberikan pengaruh toksikologis (Anonim, 2006).
3. Golongan pestisida
Pestisida dapat digolongkan menjadi:
a. Organoklorin (seperti DDT, lindan, aldrin, klordan, endosulfan)
b. Organofosfat (seperti etion, malation, diklorovos)
c. Karbamat (seperti karbaril, karbofuran, karbanolat, propoksur)
d. Piretroid sintetik (seperti sipermetrin, deltametrin, fenvalerat, fluvalinat)
e. Pestisida urea (seperti sulkouron, fikofuron, diafenthiurun) (Nollet and
Rathore, 2010)
4. Jalur masuk ke tubuh
Tubuh dapat terpapar pestisida melalui 4 cara, yaitu:
a. Pemejanan secara oral sering disebabkan karena tidak mencuci tangan sebelum
makan, minum, merokok, tidak sengaja memaparkan pestisida ke makanan,
atau tidak sengaja memaparkan pestisida ke dalam mulut.
b. Pemejanan secara inhalasi sering disebabkan karena kontak yang lama dengan
ventilasi udara yang buruk, menangani pestisida tanpa menggunakan alat
pelindung, menghirup udara sesaat setelah pestisida diaplikasikan,
menggunakan respirator yang buruk atau filter yang lama yang tidak diganti.
c. Pemejanan melalui mata disebabkan karena percikan atau semprotan pestisida
yang mengenai mata, mengaplikasikan pestisida saat cuaca berangin tanpa
menggunakan pelindung mata, mengusap mata dengan sarung tangan atau
tangan yang telah terkontaminasi, menuang formula dalam bentuk granul,
serbuk tanpa pelindung mata.
d. Pemejanan melalui kulit sering disebabkan karena tidak mencuci tangan
setelah menangani pestisida atau wadahnya, tidak sengaja mengenai kulit atau
mata yang tidak menggunakan alat pelindung, menggunakan pakaian yang
terkontaminasi pestisida (termasuk sepatu dan sarung tangan),
mengaplikasikan pestisida saat cuaca berangin, memegang permukaan yang
telah diaplikasikan pestisida (Nollet and Rathore, 2010).
5. Efek terhadap kesehatan dan lingkungan
Pestisida dapat menyebabkan 4 macam efek akut pada tubuh, yaitu:
a. Efek akut oral: Beberapa pestisida dapat menyebabkan rasa terbakar pada
mulut, tenggorokan, dan perut. Pestisida lain bila tertelan tidak menyebabkan
rasa terbakar pada sistem pencernaan, tetapi akan terabsorbsi dan terbawa
dalam aliran darah dan dapat membahayakan dalam berbagai cara.
b. Efek inhalasi akut: Beberapa pestisida, membuat seseorang menjadi sulit
bernafas, dapat menyebabkan rasa terbakar pada sistem pernafasan. Pestisida
terbawa dengan cepat dalam aliran darah dan dapat membahayakan dalam
berbagai cara.
c. Efek dermal akut: Kontak dengan beberapa pestisida dapat membahayakan
kulit. Pestisida mungkin dapat menyebabkan kulit menjadi gatal, melepuh,
pecah-pecah, atau berubah warna. Pestisida lain dapat melewati kulit dan mata
dan masuk ke dalam tubuh.
d. Efek akut pada mata: Mata yang terkena pestisida dapat menjadi buta
sementara atau permanen atau iritasi yang parah. Pestisida lainnya mungkin
tidak mengiritasi mata, namun dapat melewati mata dan masuk ke dalam tubuh.
e. Efek alergi: Ini adalah efek berbahaya ketika pada beberapa orang dapat
menimbulkan reaksi terhadap senyawa yang tidak menyebabkan reaksi yang
sama pada kebanyakan orang. Efek alergi meliputi: Efek sistemik seperti asma;
iritasi kulit seperti ruam, melepuh, atau luka terbuka; iritasi pada mata dan
hidung seperti gatal, mata berair, dan bersin (Nollet and Rathore, 2010).
B. Deltametrin
Insektisida dari kelompok piretroid merupakan insektisida sintetik yang
merupakan tiruan analog dari piretrin. Piretrin merupakan suatu senyawa kimia
yang bersifat insektisida yang terdapat dalam piretrum, kumpulan senyawa yang
diekstrak dari bunga krisan (Chrysanthemum spp.). Piretrum alami sudah jarang
digunakan dalam dunia pertanian dikarenakan harga yang mahal dan tidak stabil
bila terkena sinar matahari. Efikasi biologis piretroid bervariasi, tergantung pada
bahan aktif masing-masing. Banyak piretroid yang memiliki efek sebagai racun
saraf serangga (racun saraf) dengan berbagai macam kerja pada susunan saraf
sentral. Hingga saat ini, telah dikembangkan 4 generasi piretroid, yaitu generasi I
(alletrin); generasi II (resmetrin); generasi III (fenvalerat, permetrin); serta generasi
IV (deltametrin, fluvalinat, dan sipermetrin) (Djojosumarto, 2008).
Meskipun lebih stabil daripada piretrin, piretroid mudah terbiodegradasi
dan tidak memiliki waktu paruh dalam tubuh yang panjang. Piretroid dapat
berikatan dengan partikel di tanah dan sedimen dan menunjukkan beberapa
persitensi di lokasi tersebut. Dengan kelarutannya yang rendah dalam air, piretroid
tidak menunjukkan sifat sistemik yang signifikan dan tidak digunakan sebagai
insektisida sistemik. Masalah utama terhadap lingkungan terkait dengan toksisitas
piretroid pada ikan dan invertebrata lainnya. Piretroid umumnya diformulasikan
menjadi emulsi yang digunakan dengan cara disemprotkan. Piretroid digunakan
untuk mengontrol berbagai macam hama serangga pada lahan pertanian dan
tanaman hortikultura di seluruh dunia dan sekarang digunakan secara luas untuk
mengendalikan serangga vektor penyakit (misalnya lalat tsetse di beberapa bagian
Afrika) (Walker, 2001).
Piretroid sintetik generasi pertama memiliki sifat sangat sensitif terhadap
cahaya, udara, dan temperatur. Oleh sebab itu, piretroid jenis ini digunakan untuk
mengontrol hama dalam ruangan. Sementara piretroid generasi kedua memiliki
stabilitas yang baik pada kondisi di luar ruangan oleh sebab itu, piretroid generasi
kedua digunakan diseluruh dunia untuk mengatasi hama pertanian (Krieger, 2010).
Deltametrin ((S)-α-cyano-3-phenoxybenzyl (1R,
3R)-3-(2,2-dibromovinyl)-2,2-dimethylcyclopropane carboxylate) merupakan insektisida
golongan piretroid yang memiliki struktur seperti Gambar 1.
Gambar 1. Struktur deltametrin (World Health Organization, 2012)
Deltametrin di sintesis pada tahun 1974, dan pertama kali dipasarkan pada
tahun 1977. Penggunaan deltametrin di dunia mencapai 250 ton per tahun pada
1987. Umumnya digunakan pada kapas (45% dari konsumsi total), dan pada lahan
kopi, jagung, sereal, buah, sayuran, dan produk-produk yang dipasarkan.
Deltametrin diformulasikan dalam bentuk emulsi konsentrat, suspensi konsentrat,
serbuk, atau dikombinasikan dengan pestisida lainnya (World Health Organization,
Tabel I. Sifat fisika kimia deltametrin (European Commision, 2002)
2. Disipasi deltametrin
Proses disipasi pestisida memegang peranan penting dalam penentuan
keberadaan di lingkungan. Disipasi pestisida terkait erat dengan struktur
fisikokimia senyawa pestisida yang dipelajari. Jalur disipasi pestisida di lingkungan Nama umum Deltametrin
1R-[1α(S*),3α]]
-3-(2,2-dibromoethenyl)-2,2-dimethyl-cyclopropanecarboxylic acid, cyano (3-phenoxyphenyl) methyl ester
Rumus molekul C22H19Br2NO3 Bobot molekul 505,2
titik lebur 100-102°C (373-375°K)
titik didih terdekomposisi pada suhu diatas 300°C
Pemerian Serbuk kristal, tidak berwarna dan tidak berbau Kerapatan relatif 0,550 g/cm3
Tekanan uap 1,24 x 10-8 Pa pada 25°C
Konstanta Henry 3,1 x 10-2 Pa.m3/mol pada 25°C
Kelarutan dalam air 0,0002 mg/L pada 25°C, kelarutan tidak tergantung pH (dilakukan pada pH 7,49-7,85)
Kelarutan dalam pelarut organik
memiliki kelarutan tinggi pada kebanyakan pelarut ogranik pada temperatur ruangan
1,2-dichloroethane > 600 g/L, 20°C acetone 300-600 g/L, 20°C
dimethylsulfoxide 200-300 g/L, 20°C ethyl acetate 200-300 g/L, 20°C p-xylene 150-200 g/L, 20°C
fototransformasi langsung t1/2 = 48 hari
meliputi translokasi dan degradasi. Deltametrin di tanah dapat hilang/terdegradasi
melalui proses fisika, kimia, dan mikrobiologis. Proses fisika meliputi: penyerapan,
penguapan, pelindihan, dan diserap tanaman. Proses kimia meliputi proses
fotokimia dan mikrobiologis. Deltametrin kemungkinan tidak terjerap secara kuat
pada bagian dedaunan dari tanaman, dan penguapan dari permukaan ini juga lebih
tinggi dibandingkan dengan tanah. Pada salah satu penelitian di lapangan, 12-72%
deltametrin menguap dari permukaan tanaman pada 24 jam setelah aplikasi
(Anonima, 2009).
Deltametrin diinkubasi pada pasir dan tanah organik pada suhu 28 °C
dalam kondisi laboratorium, setelah 8 minggu perlakuan sekitar 52% dan 74%
deltametrin yang diaplikasikan diperoleh kembali dari pasir dan tanah organik
(World Health Organization, 1990).
Degradasi dari deltametrin diteliti oleh Zhang et al. (1984) pada tanah
organik selama periode 180 hari. Waktu paruh deltametrin yang diperoleh adalah
72 hari, mengindikasikan bahwa deltametrin kemungkinan besar lebih kurang
rentan terdegradasi dalam tanah organik daripada tanah mineral. Degradasi
deltametrin juga diteliti oleh Thier and Schmidt (1977) pada 2 jenis tanah di Jerman.
Waktu paruh untuk tanah berpasir dan tanah liat berpasir berturut-turut adalah 35
dan 60 hari. Semua penelitian ini menunjukkan bahwa deltametrin cepat
terdegradasi dalam tanah. Waktu paruh deltametrin tergantung pada kondisi tanah
dan temperatur. Secara umum waktu paruhnya berkisar antara 11-72 hari, pada
kondisi steril, mengindikasikan bahwa mikroorganisme dan proses biologis yang
lain memegang peranan yang sangat penting (World Health Organization, 1990).
Hidrolisis deltametrin tidak signifikan pada pH 5 dan 7. Pada pH 9,
hidrolisis signifikan dengan waktu paruh 2,5 hari (25 ºC) hingga 7 hari (12 ºC).
pada pH 8, waktu paruhnya 31 hari (23 ºC) hingga 75 hari (12 ºC) (Standing
Committee on Biocidal Products, 2011).
Pada lingkungan akuatik, deltametrin akan sangat cepat terpartisi ke
sedimen, dan biota. Pada laboratorium, 60% dari radioaktivitas yang diaplikasikan
ditemukan pada sedimen sesaat setelah diaplikasikan. Dalam sistem air/sedimen,
degradasi DT50 sekitar 45 dan 141 hari pada 2 sistem yang berbeda pada 20 ºC (104
dan 253 hari pada suhu 12 ºC). pH fase air pada sistem adalah 8,0-9,1 dan hidrolisis
mungkin mempunyai pengaruh terhadap degradasi. Di tanah, nilai DT50 orde 1
adalah 11-27 hari. Pada suhu 12 ºC, DT50 adalah 31-74 hari. pH dari 4 macam tanah
yang digunakan masing-masing adalah 5,8, 5,9, 7,5, dan 8,1 dan hidrolisis mungkin
adalah rute degradasi yang tidak signifikan pada tanah. Metabolit utama
deltametrin, Br2CA telah dihitung sekitar 0,7-11,6 hari (Standing Committee on
Biocidal Products, 2011).
Degradasi abiotik: stabil pada pH 5 dan 7 (25°C), pH 8 31 hari, pH 9 2,5
hari. Metabolit terbanyak: mPaldehyde (utama), Br2CA (trace). Degradasi fotolisis:
fototransformasi langsung yang tidak signifikan (DT50 ≥ 48 hari), fototransformasi
3. Efek toksik deltametrin
Deltametrin sangat toksik terhadap ikan, 96 jam LC50 berkisar antara 0,4
– 2,0 µg/L. deltametrin juga sangat toksik untuk invertebrata akuatik, 48 jam LC50
untuk Daphnia magna adalah 5 µg/L (World Health Organization, 1990).
Pada beberapa kasus yang tidak fatal terpejannya deltametrin pada
manusia karena kelalaian, efek yang ditimbulkan adalah mati rasa, gatal, perasaan
geli, dan terbakar pada kulit dan vertigo adalah efek yang sering dilaporkan.
Kebanyakan efek ini hanya sementara dan menghilang setelah 5-7 hari. Tidak ada
efek samping jangka panjang yang pernah dilaporkan (World Health Organization,
1990).
Tanda keracunan pada manusia adalah paresthesia yang paling sering
dilaporkan. Selain itu juga rasa geli, gatal, rasa terbakar, dan mati rasa setelah
pemejanan pada kulit. Paresthesia dilaporkan bersifat reversible kadang hingga 48
jam. paresthesia terjadi hanya pada tempat pemejanan pada kulit. Seorang wanita
berusia 25 tahun yang mengalami keracunan cukup hebat setelah menyemprotkan
deltametrin pada ladang kapas mengeluh pusing, nausea, rasa lelah, pandangan
menjadi kabur, kehilangan nafsu makan, rasa terbakar dan geli pada wajah, mual,
vertigo, gangguan tidur, dan hilangnya kesadaran. Seorang pria berusia 31 tahun
dengan gejala keracunan ringan setelah menyemprotkan deltametrin pada ladang
kapas mengalami pusing, nausea, rasa lelah, pandangan menjadi kabur, kehilangan
nafsu makan, sensasi terbakar dan gatal pada muka dan dada (National Pesticide
a. Toksisitas akut: Pada tikus LD50 oral 87 mg/kg BB, LD50 dermal >2000
mg/kg BB, LC50 inhalasi 0,6 mg/L (6 jam pemejanan seluruh tubuh, aerosol), iritasi
kulit: Tidak iritasi, iritasi mata: Tidak iritasi (European Commision, 2002).
Toksisitas oral akut deltametrin pada tikus menunjukkan gejala seperti:
muncul warna pada bulu, grooming berlebihan, pengeluaran air liur, diare,
mengantuk, menjadi lemah, dyspnea, piloerection, ptosis, kesulitan berjalan,
inkordinasi gerakan, hipotonia, kematian (World Health Organization, 1990).
b. Toksisitas jangka pendek: Target: Sistem saraf (efek neurologi),
NOAEL/NOEL oral terendah: NOAEL 1 mg/kg bw/d ( uji oral selama 90 hari pada
tikus, dan studi 1 tahun pada anjing), NOAEL/NOEL dermal terendah: NOAEL
1000 mg/kg bw/d (berdasarkan pada uji dermal selama 21 hari pada tikus),
NOAEL/NOEL inhalasi terendah: NOAEL < 3 mg/L (berdasarkan pada studi pada
tikus selama 14 hari) (European Commision, 2002).
c. Toksisitas jangka panjang dan karsinogenisitas: Target: Sistem saraf (efek
neurologi), NOAEL 25 ppm atau 1 mg/kg bw/d (2 tahun pada tikus),
karsinogenisitas: Tidak ada potensi karsinogenik (European Commision, 2002).
d. Ekotoksikologi: Vertebrata terestrial: Toksisitas akut pada mamalia: LD50
87 mg/kg BB (tikus), toksisitas akut pada burung: LD50 > 2250 mg/kg BB (Colinus
virginianus), LD50 > 4640 mg/kg BB (Anas platyrhynchus), toksisitas oral jangka
pendek pada mamalia: NOEL 2,5 mg/ kg bw/d (studi oral pada anjing selama 13
Tabel II. Toksisitas deltametrin pada organisme akuatik (European Commision, Toksisitas akut ikan
jangka panjang O. mykiss 28 d
Keterangan: 1flow trough, 2semi static, 4 one pulse exposure, followed by flow-through of
clean water, sediment/water system
4. Mekanisme aksi
Deltametrin termasuk piretroid tipe II, tanda keracunan meliputi tremor,
pengeluaran air liur, dan konvulsi. Onsetnya cepat dan kemudian akan hilang
setelah beberapa hari pada yang selamat (World Health Organization, 1990).
Deltametrin efektif melawan serangga melalui saluran pencernaan dan
kontak langsung. Piretroid secara umum mengganggu produksi normal sinyal saraf
dalam sistem saraf. Piretroid bekerja pada membrane saraf dengan menunda
menutupnya gerbang sodium ion channel. Piretroid tipe II, termasuk deltametrin
mempunyai gugus α-cyano yang menginduksi long lasting inhibiton dari sodium
ke sodium dan menghasilkan sinyal saraf berulang pada sensory organ, sensory
nerves, dan otot (National Pesticide Information Center, 2010). Ciri dari keracunan
yang terlihat adalah terjadinya tremor otot yang tidak terkoordinasi (Walker,
Hopkin, Sibly, and Peakall, 2001).
Gambar 2. Kanal Sodium (Walker, Hopkin, Sibly, and Peakall, 2001)
Membran sel saraf memiliki muatan spesifik. Dengan berubahnya jumlah
ion (charged atoms) melewati kanal ion menyebabkan depolarisasi membran yang
menyebabkan dilepaskannya neurotransmiter. Neurotransmiter membantu
komunikasi sel saraf. Pesan elektrikal yang dikirim diantara sel saraf menyebabkan
mereka menghasilkan respon seperti gerakan pada hewan atau serangga. Piretroid
bekerja sebagai racun kontak yang mempengaruhi sistem saraf serangga. Meskipun
piretroid adalah racun saraf, tetapi piretroid tidak menghambat kolinesterase seperti
insektisida organofosfat atau karbamat (National Pesticide Telecommunications
Network, 1998).
5. Metabolisme deltametrin
Kecepatan absorbsi deltametrin secara oral sekitar 75%, berdasarkan data
ekskresi dari urin pada tikus. Deltametrin akan segera diabsorbsi ketika
selama 24 jam setelah pemejanan, 19-47% di urin, 32-55% di feses) dan
distribusikan pada jaringan. Residu pada jaringan relatif rendah, residu terbanyak
ditemukan pada lemak. Tidak ada indikasi akumulasi, meskipun residu deltametrin
pada jaringan adipose dieliminasi dengan waktu paruh > 24 jam. deltametrin
dengan cepat diekskresikan melalui urin dan feses (Standing Committee on
Biocidal Products, 2011).
Deltametrin diabsorbsi melalui rute oral, dan sedikit melalui rute dermal,
kecepatan absorbsinya sangat tergantung dari pembawa atau solven. Deltametrin
yang telah diabsorbsi kemudian akan dimetabolisme dan diekskresikan (World
Health Organization, 1990).
Metabolit terbanyak adalah Br2CA (Decamethrinic acid) bebas dan
terkonjugasi, trans-hydroxymethyl-Br2CA, dan 3-(4-hydroxyphenoxy) benzoic
acid yang dibentuk dari esterifikasi, oksidasi, dan konjugasi (World Health
Organization, 1990).
Reaksi metabolisme yang utama adalah oksidasi, pemecahan ikatan ester,
dan konversi bagian siano menjadi tiosianat dan 2-iminothiazolidine-4-carboxylic
acid (ITCA). Asam karboksilat dan derivat fenol dikonjugasikan dengan asam
sulfur, glisin, dan/atau asam glukoloronik (World Health Organization, 1990).
Metabolisme deltametrin pada manusia. Tiga pria muda menerima dosis
tunggal 3 mg deltametrin yang dikombinasikan dengan 1 gram glukosa dan
dilarutkan terlebih dahulu dalam 10 mL PEG 300 dan kemudian dalam 150 mL air.
Radioaktivitas total adalah 1,8 ± mBq. Sampel darah, urin, air liur, dan feses
setiap 12 jam selama perlakuan dan 1 minggu setelah perlakuan berakhir.
Pemeriksaan klinis dan biologis tidak mendeteksi adanya kelainan. Tidak ada tanda
efek samping atau intolerance reaction, baik selama atau setelah masa percobaan.
Radioaktivitas maksimal plasma muncul antara 1-2 jam setelah administrasi. Waktu
paruh eliminasi yang diperoleh antara 10,0 dan 11,5 jam. Radioaktivitas pada sel
darah, juga air liur sangat rendah. Ekskresi urin menunjukkan 90% radioaktivitas
diekskresikan selama 24 jam setelah absorbsi. Waktu paruh ekskresi urin yang
tampak adalah 10,0 – 13,5 jam dimana hasil ini konsisten dengan data plasma.
Eliminasi feses pada akhir periode observasi menunjukkan 10 – 26% dari dosis.
Total eliminasi feses dan urin sekitar 64-77% dari dosis awal yang diberikan setelah
96 jam (World Health Organization, 1990).
Mamalia umumnya memetabolisme piretroid melalui hidrolisis ester,
oksidasi, dan konjugasi. Pemutusan ester adalah rute utama degradasi dalam tubuh.
Tiosianat adalah metabolit utama setelah tikus diberikan deltametrin secara oral dan
intraperitonial. Metabolit yang lainnya meliputi PBA (3-phenoxybenzoic acid), 4’
-OH-PB acid sulfate (4’-hydroxy-3-phenoxybenzoic acid sulfate), Br2CA
(3-(2,2-dibromoethenyl)-2,2-dimethylcyclopropanecarboxylic acid) dan konjugat
glukoronat (National Pesticide Information Center, 2010).
6. Akumulasi deltametrin
Bioakumulasi deltametrin diteliti pada bluegill sunfish (Lepomis
machrochirus). Nilai biokonsentrasi (BCF) yang diperoleh adalah 310, 2800, dan
1400 untuk edible, non-edible dan seluruh jaringan tubuh. Setelah 14 hari periode
jaringan tubuh. Waktu paruh biologis adalah 4,3 hari pada seluruh jaringan tubuh
(Standing Committee on Biocidal Products, 2011).
Biokonsentrasi deltametrin pada cacing tanah adalah 483 menggunakan
Kow 40 200 untuk deltametrin (Standing Committee on Biocidal Products, 2011).
C. Biota Percobaan 1. Ikan Nila (Oreochromis niloticus)
Klasifikasi ikan nila menurut Myers, Espinosa, Parr, Jones, Hammond,
and Dewey (2013):
Kingdom: Animalia
Filum: Chordata
Subfilum: Vertebrata
Kelas: Actinopterygii
Ordo: Perciformes
Famili: Ciclidae
Genus: Oreochromis
Spesies: Oreochromis niloticus
Ikan nila hidup di perairan air tawar hampir di seluruh Indonesia. Jenis
ikan ini sebenarnya bukan ikan asli Indonesia. Habitat asli ikan nila adalah di
Sungai Nil dan daerah perairan di sekitarnya. Menurut sejarahnya, ikan nila masuk
ke Indonesia pada tahun 1969. Ikan nila didatangkan oleh Balai Penelitian
Perikanan Air Tawar (BPAT) Bogor dari Taiwan. Setelah diteliti dan dilakukan
adaptasi, ikan ini mulai disebarkan ke beberapa daerah di Indonesia. Nila adalah
nama khas Indonesia yang diberikan pemerintah melalui Direktur Jenderal
Perikanan. Nama tersebut diambil dari nama spesies ikan ini, yakni nilotica yang
kemudian diadaptasi menjadi nila (Sutanto, 2012).
Ikan nila merupakan ikan air tawar yang cukup dikenal luas masyarakat
Indonesia. Secara deskripsi dan bentuk ikan nila mirip dengan ikan mujair, tetapi
memiliki ukuran yang lebih besar. Ikan nila termasuk jenis ikan yang mudah
dibudidyakan, oleh karena itu ikan nila termasuk komoditas unggulan dalam bisnis
perikanan air tawar. Permintaan yang besar terhadap ikan nila mengakibatkan
budidaya ikan nila semakin berkembang dan menjadi ladang bisnis yang
menjanjikan. Perkembangan budidaya ikan nila ini juga sehingga sekarang banyak
dihasilkan jenis ikan nila unggulan (Sutanto, 2012).
Ikan nila mengandung 77-79% air, 17-18% protein, 1,5-3,2 % lemak, dan
1,1-15% mineral (Muchiri, 2006).
2. Habitat ikan nila
Habitat nila adalah perairan tawar, seperti sungai, danau, waduk, dan
rawa-rawa, teteapi karena toleransinya yang luas terhadap salinitas (euryhaline), dapat
0-35 ppt (part per thousand) dengan pH 6-8,5. Nila dapat hidup pada perairan
dengan kandungan oksigen minim, kurang dari 3 ppm (part per million) (Kordi,
2010).
Hal yang paling berpengaruh dengan pertumbuhan ikan nila adalah
salinitas atau kadar garam. Jumlah 0-29% adalah kadar maksimal untuk ikan nila
agar tumbuh dengan baik. Meski ikan nila dapat hidup di kadar garam sampai 35%,
tetapi di lingkungan seperti itu ikan nila tidak dapat berkembang dengan baik
(Sutanto, 2012).
Ikan nila hanya dapat berkembang pada suhu air yang hangat dan tidak
dapat hidup pada air yang dingin. Ikan nila juga dikenal dengan sebutan ikan tropis
karena memang hanya ada di daerah tropis dengan suhu di antara 23-32 ºC. maka
tidak heran, ikan nila tidak sulit ditemukan di daerah-daerah seluruh Indonesia
(Sutanto, 2012).
Keasaman air yang cocok adalah 6 – 8,5, namun pertumbuhan optimal
terjadi pada pH 7 – 8. pH yang masih ditoleransi nila adalah 5-11. Suhu optimal
untuk pertumbuhan nila antara 25 – 30 °C. Pada suhu 22 °C nila masih dapat
memijah, begitu pula pada suhu 37 °C. pada suhu di bawah 14 °C atau lebih 38 °C
nila mulai tergannggu. Sedangkan suhu mematikan adalah 6 °C dan 42 °C (Kordi,
2010).
3. Makanan ikan nila
Ikan nila termasuk omnivora atau pemakan segala. Ikan ini dapat
berkembang biak dengan berbagai macam makanan, baik yang berasal dari hewani
ikan nila. Pada saat larva, setelah habis kuning telur, ikan nila suka dengan
phytoplankton. Setelah ukuran badannya menjadi sedikit lebih besar, benih ikan
nila sangat suka dengan zooplankton, seperti Rotifera sp, Impusoria sp, Daphnia
sp, Moina sp, dan Cladocera sp. Setelah dewasa, ikan nila sangat suka dengan
cacing, seperti cacing tanah, cacing darah, dan tubifex. Selain itu, bahan makanan
nabati berupa daun talas adalah makanan kesukaan ikan nila (Sutanto, 2012).
Untuk pemeliharaan nila diberi pakan buatan (pelet) yang mengandung
protein antara 20-25%. Menurut penelitian, nila yang diberi pelet yang mengandung
protein 25% tumbuh optimal. Namun nila peliharaan yang diberi makanan berupa
dedak halus, tepung bungkil kacang, ampas kelapa dan sebagainya, juga dapat
tumbuh dengan baik. Untuk memacu pertumbuhan ikan nila, pakan yang diberikan
harus mengandung protein 25-35% (Kordi, 2010).
4. Perkembangbiakan ikan nila
Ikan nila dikatakan dewasa jika sudah berumur 4-5 bulan. Pertumbuhan
maksimal ikan nila untuk melakukan perkembangbiakan adalah sekitar 1,5-2 tahun.
Ikan nila yang sudah berumur lebih dari 1 tahun beratnya mencapai 800 gram. Ikan
nila dapat mengeluarkan 1200-1500 larva setiap kali memijah. Pemijahan dapat
berlangsung 6-7 kali dalam setahun (Sutanto, 2012).
Siklus hidup ikan nila dapat dibagi menjadi lima fase yaitu telur, larva,
benih, konsumsi, dan induk. Bentuk, ukuran tubuh, dan sifat ikan nila selalu
berubah dalam setiap fase. Semua fase dilewati dalam waktu yang berbeda-beda
5. Uptake pada ikan
Pada organisme akuatik seperti ikan, proses uptake dapat terjadi melalui
isang, dari makanan yang kemudian akan masuk ke dalam saluran pencernaan,
maupun dari permukaan tubuh organisme tersebut. Tetapi insang merupakan organ
uptake utama pada ikan. Rute uptake dapat berbeda pada tiap organisme, tergantung
senyawa, dan tergantung pada kondisi lingkungan (Walker, Hopkin, Sibly, and
Peakal, 2001).
Gambar 4. Struktur insang ikan (Evans, Piermarini, and Choe, 2005)
Insang merupakan respirasi organisme akuatik yang berfungsi
mengekstrak oksigen dari air, dan juga dapat mengambil senyawa yang larut dalam
air. Insang seringkali memiliki area permukaan total yang jauh lebih besar daripada
area permukaan tubuh yang lain. Pergerakan media respirasi melintasi permukaan
respirasi, proses yang disebut ventilasi, mempertahankan gradient tekanan parsial
O2 dan CO2 melintasi insang yang diperlukan untuk pertukaran gas. Untuk
mendorong ventilasi, sebagian besar hewan yang memiliki insan menggerakkan
menggunakan gerakan berenang atau gerakan yang terkoordinasi dari mulut dan
penutup insang untuk memventilasi insangnya. Arus air akan memasuki mulut,
melewati celah-celah di faring, mengalir melintasi insang, dan kemudian keluar dari
tubuh (Campbell, Reece, Urry, Cain, Wasserman, Minorsky, et. al, 2010).
Susunan kapiler-kapiler di dalam insang memungkinkan pertukaran
melawan arus, pertukaran zat-zat atau panas di antara dua cairan yang mengalir
kearah yang berlawanan (Campbell, Reece, Urry, Cain, Wasserman, Minorsky, et.
al, 2010).
D. Bioakumulasi
Bioakumulasi adalah adanya peningkatan konsentrasi senyawa uji pada
biota, misalnya ikan. Proses akumulasi dari senyawa pada berbagai organisme
melalui fase akuatik umumnya diklasifikasikan menjadi 2 tipe: bioconcentration
dan biomagnification. Bioconcentration adalah akumulasi dari senyawa yang
terlarut dalam air, ikan, dan organisme akuatik melalui insang dan permukaan tubuh
secara langsung. Bioconcentration factor (BCF) didefinisikan sebagai rasio
konsentrasi senyawa dalam organisme akuatik terhadap fase air dibawah kondisi
setimbang (steady-state). Pengukuran BCF dilakukan dengan konsentrasi rata-rata
dari senyawa dalam seluruh tubuh yang diserap melalui insang, kulit, dan saluran
pencernaan ikan. Kadang BCF diperkirakan terhadap kadar lemak ikan. (Krieger,
2010).
E. Analisis Kelumit (Trace Analysis)
Analisis kelumit (trace analysis) adalah istilah yang digunakan untuk
keadaan dimana jumlah analit sangat kecil. Analisis kelumit umumnya dilakukan
pada kisaran di bawah bagian per juta (part per million / ppm) misalnya 1 ppm =
1µg/g = 0,0001% atau 1 mg/L untuk cairan. Analis lain medefinisikan secara lebih
umum bahwa analisis kelumit adalah analisis dimana konsentrasi analit cukup kecil
yang menyebabkan kesulitan dalam memperoleh hasil yang dapat dipercaya. Selain
disebabkan karena rendahnya konsentrasi analit dalam matriks, ada beberapa faktor
yang mungkin dapat mempengaruhi kesulitan yang dirasakan oleh analis pada
konsentrasi rendah, seperti kehilangan analit, kontaminasi, atau interferensi
(Prichard, MacKay, Points, 1996).
Tabel III. Klasifikasi teknik dan metode analisis berdasarkan konsentrasi analit dalam sampel menurut Namiesnik (2002)
Beberapa masalah yang sering terjadi dalam analisis kelumit adalah:
a. Konsentrasi analit yang akan ditentukan jauh lebih rendah dibandingkan
b. Adanya kontaminasi dari reagen, alat, atau lingkungan laboratorium yang dapat
menghasilkan false results
c. Hilangnya analit akibat adsorpsi, degradasi, atau selama proses analisis
d. Konstituen matriks dapat mengganggu sistem deteksi yang digunakan,
menyebabkan nilai palsu menjadi lebih tinggi, sehingga dibutuhkan pemurnian
yang lebih baik dan atau detektor yang lebih selektif.
e. Hasil yang diperoleh dengan teknik instrumen yang umum digunakan kurang
tepat dibandingkan dengan menggunakan prosedur klasik
f. Secara umum, sulit untuk memastikan keandalan metode karena material
referensi yang tersedia untuk berbagai aplikasi analisis kelumit cukup sedikit
(Prichard, MacKay, Points, 1996).
F. Ekstraksi
Ekstraksi cair-cair digunakan sebagai cara untuk praperlakuan sampel atau
clean-up sampel untuk memisahkan analit-analit dari komponen-komponen
matriks yang mungkin mengganggu pada saat kuantifikasi atau deteksi analit. Di
samping itu, ekstraksi pelarut juga digunakan untuk memekatkan analit yang ada
dalam sampel dengan jumlah kecil sehingga tidak memungkinkan atau menyulitkan
untuk deteksi atau kuantifikasinya (Gandjar dan Rohman, 2007).
Dalam bentuk paling sederhana, suatu alikuot larutan air digojog dengan
pelarut organik yang tidak campur dengan air. Kebanyakan prosedur ekstraksi
cair-cair melibatkan ekstraksi analit dari fase air ke dalam pelarut organik yang bersifat
Meskipun demikian, proses sebaliknya (ekstraksi analit dari pelarut organik non
polar ke dalam air) juga mungkin terjadi (Gandjar dan Rohman, 2007).
Analit-analit yang mudah terekstraksi dalam pelarut organik adalah
molekul-molekul netral yang berikatan secara kovalen dengan substituen yang
bersifat non polar atau agak polar. Sementara itu, senyawa-senyawa polar dan
senyawa-senyawa yang mudah mengalami ionisasi akan tertahan dalam fase air
(Gandjar dan Rohman, 2007).
Ekstraksi cair-cair ditentukan oleh distribusi Nerst atau hukum partisi yang
menyatakan bahwa “pada konsentrasi dan tekanan yang konstan, analit akan
terdistribusi dalam proporsi yang selalu sama diantara dua pelarut yang saling tidak
campur”. Perbandingan konsentrasi pada keadaan setimbang di dalam 2 fase
disebut dengan koefisien distribusi atau koefisien partisi (KD) dan dirumuskan
sebagai berikut:
KD = [�]� �
[�]�
Keterangan:
KD = koefisien partisi
[S]org = konsentrasi analit dalam fase organik
[S]aq = konsentrasi analit dalam fase air
Dalam prakteknya, analit seringkali berada dalam bentuk kimia yang
berbeda karena adanya disosiasi (ionisasi), protonasi, dan juga kompleksasi atau
polimerasi karenanya ekspreksi yang lebih berguna adalah rasio distribusi atau
rasio partisi (D). Persamaannya adalah sebagai berikut:
D = � � �
