Program Studi Teknik Lingkungan (1)

(1)

Program Studi Teknik Lingkungan

Fakultas Teknik

(2)

Seri 1

kontrol 20 % 40 % 60 % 80 % 100 %

Seri 2

Seri 3

kontrol 20 % 40 % 60 % 80 % 100 %

(3)

Serial pengujian diperlukan guna identifikasi variabilitas hasil tiap seri, minimum 3 seri.

Hasil yang memuaskan diperoleh bila variabilitasnya kecil. Semakin banyak serial, maka semakin baik hasil pengujiannya.

Pada tiap seri, disamping reaktor uji kontrol, diatur reaktor uji konsentrasi toksikan mulai dari konsentrasi terendah hingga tertinggi.

Untuk kemudahan, variabilitas konsentrasi toksikan ditentukan dalam skala yang Untuk kemudahan, variabilitas konsentrasi toksikan ditentukan dalam skala yang sama. Contoh:

Pengujian konsentrasi 100 mg/L diatur mulai dari 0 mg/L (reaktor uji kontrol)

20 mg/L (reaktor uji konsentrasi 1)

(4)

Menurut Hueck, 1979 menyusun kriteria untuk

seleksi dari jenis uji dimaksud, yaitu:

1.) Representatif

2.) Sensitif

(5)

Tingkat Organisasi Biota Media Lingkungan Udara Media Lingkungan Air Media Lingkungan Tanah

Komunitas Mikrokosmos tanaman Mikrokosmos plankton tumbuhan dan hewan dan ikan

Mikrokosmos tanah

Uji kolam Uji pot tanaman tercampur

Degradasi sampah (litter7 bag)

Populasi Uji bakteri, Alga Uji reproduksi mikroba, crustaceae, ikan

Uji bakteri, alga, protozoa

Organisme Uji pot tanaman Uji ikan Uji pot tanaman

Uji hirupan mamalia, burung

Uji alga Uji cacing

Uji pertumbuhan, respirasi, Uji pertumbuhan, respirasi, fotosintesis

Organ Uji respirasi daun Uji fungsi hati ikan

Uji iritasi mata mamalia Uji aktivitas otak & kerusakan otak ikan

Jaringan Uji kultur jaringan Uji kultur jaringan

Sel Uji hambatan & sintesis enzim

Uji hambatan enzim Respirasi tanah

Uji respirasi & fotosintesis sel

Uji respirasi sel Uji aktivitas heterotropik

(6)

Semua uji ekotoksisitas menjamin bahwa efek negatif yang ditimbulkan nyata7 nyata hanya berkaitan dengan toksikan uji.

Jenis:

1.) Uji Kontrol Negatif (untreated) terdiri dari kelompok biota yang berasal dari sumber sama dengan biota uji dengan pencemar sama (tanpa

toksikan/pelarut) dengan kondisi dan prosedur sama. Jenis uji kontrol ini dipakai untuk menentukan efek internal seperti kesehatan biota, kualitas bahan pengencer. Ini juga sebagai hasil dasar (baseline results).

Ini juga sebagai hasil dasar (baseline results).

2.) Kontrol pelarut dipakai ketika toksikan uji tidak mudah larut air. Pada prinsipnya kontrol pelarut ini sama dengan kontrol negatif, kecuali volume maksimal pelarut yang dipakai untuk menyiapkan toksikan uji.

Tipikal pelarut acetone, dimethyl formamide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO) dan triethylene glycol (TEG).

3.) Kontrol positif (reference) material yang telah diketahui dari hasil uji yang telah ada untuk menghasilkan efek tertentu bagi biota.

(7)

Jenis ini dipakai untuk:

1.) Menentukan kesehatan dan sensitifitas biota

2.) Pembandingan toksisitas relatif toksikan dengan

menggunakan kontrol sebagai standar internal

3.) Melakukan kalibrasi banyak laboratorium/pengukuran

4.) Evaluasi dapat tidaknya data uji akan terulang waktu

(reproducibility)

(8)

Karena uji kontrol adalah bagian tidak terpisah dari uji toksikan,

maka uji kontrol perlu dievaluasi validitasnya. Buikema et. al.,

1982 mempertimbangkan berdasarkan pengalaman bahwa uji

kontrol adalah valid jika jumlah biota yang terkena efek kontrol

tidak melebihi

10 % jumlah biota yang ada.

Sebagai contoh, misalnya biota yang ditempatkan dalam tiap

kontainer uji sebanyak 20. Jika biota dalam kontainer kontrol

mengalami efek sejumlah maksimal 2, maka pengujian adalah

VALID.

(9)

Bahan pengencer yang dipakai sebagai kontrol

maupun pengencer toksikan uji perlu dipilih sesuai

dengan tujuan uji.

Secara umum penetapan bahan pengencer dievaluasi

berdasarkan kriteria berikut:

* Kimiawi

sedikit/tak terdeteksi adanya pencemar

utama atau pestisida

(10)

Jika tujuan uji adalah estimasi efek variabilitas toksikan

sepanjang tahun, maka pilihan bahan pengencer yang

dipakai adalah:

* air kran bebas khlor.

* air yang diketahui pasti kualitasnya.

Jika tujuan uji adalah estimasi efek toksikan yang

dibuang ke badan lingkungan, maka pilihan bahan

pengencer yang dipakai adalah:

* air badan lingkungan dimana toksikan akan dibuang

* air kran bebas khlor/air yang diketahui pasti

(11)

! " #$

%&

'(

)

*+

, "

-! . /

/

(12)

Jika perlu didahului dengan uji temuan awal (range finding

test). Range finding test

untuk menetapkan rentang

konsntrasi toksikan uji yang di dalamnya terdapat rentang

konsentrasi penyebab efek negatif bagi uji definitif. Rentang

konsentrasi toksikan

Range Finding Test

, misalnya

1, 25,

50, 75, 100 satuan konsentrasi

.

Jika rentang konsentrasi penyebab efek sekitar

25 – 50

Jika rentang konsentrasi penyebab efek sekitar

25 – 50

satuan konsentrasi

, maka pada rentang itu dipersempit lagi

menjadi

25, 30, 35, 40, 45, 50

satuan konsentrasi sebagai uji

definitif.

LC 50 awal

Apabila rentang konsntrasi penyebab efek telah dapat

(13)

Apabila hasil uji akut tidak menghasilkan efek akut

bukan berarti toksikan tidak bersifat toksis bagi biota uji.

Oleh karenanya, pengujian diteruskan menjadi uji kronik.

Dalam uji kronik (teknik pengujian sama dengan uji akut),

biota uji dipapari toksikan selama kurun waktu siklus

hidupnya. Ini berarti bahwa efek toksikan dapat diketahui

pada setiap tahap kehidupan biota uji, misalnya untuk

tanaman padi meliputi tahap7tahap: perkecambahan biji,

pertumbuhan batang daun dan pertumbuhan buah.

Kriteria efek dapat diterapkan sesuai dengan tahap7tahap

tersebut , sebagai contoh: jumlah biji berkecambah,

(14)

Biokonsentrasi

sebagai contoh toksikan terlarut air

akan terabsorpsi langsung oleh biota air.

Biomagnifikasi

sebagai contoh toksikan terlarut air

masuk ke dalam makanan, selanjutnya makanan

terkontaminasi itu dimakan biota air.

toksikan terlarut air terabsorpsi langsung oleh alga,

kemudian alga dimakan ikan, selanjutnya ikan

dimakan burung.

Proses dapat diukur secara terpisah

(biokonsentrasi/biomagnifikasi) maupun

(15)

Tendensi toksikan untuk menghasilkan biokonsentrasi dihubungkan

dengan persistensinya dan sifat lipofiliknya (lebih suka lipid/lemak

daripada air). Sifat lipofilik toksikan diukur melalui koefisien partisi n7

oktanol air (Pow).

Hasil yang didapat dalam uji ini adalah faktor biokonsentrasi toksikan

(bioconcentration factor – BCF), yaitu rasio konsentrasi toksikan dalam

jaringan biota per konsentrasi toksikan dalam mediumnya, dalam hal ini:

BCF = [toksikan dalam jaringan biota] / [toksikan dalam medium]

BCF = [toksikan hari ke:0 – toksikan hari ke:4/ke:1] / [toksikan dalam medium]

(16)

BCF, dapat dipakai sebagai pembanding berbagai toksikan, juga

berguna dalam pengukuran waktu paruh biologis bagi toksikan,

yaitu waktu yang diperlukan agar konsentrasi toksikan dalam

jaringan biota berkurang separuhnya. Untuk maksud kalkulasi

waktu paruh biologis, maka biota yang telah terpapar toksikan

ditransfer ke dalam medium tanpa toksikan.

Sedangkan biomagnifikasi diukur dengan pembandingan

konsentrasi toksikan diantara rantai makanan berkaitan. Untuk

contoh diatas, maka pengukuran biomagnifikasi melibatkan

konsentrasi toksikan dalam jaringan alga, ikan dan burung.

Perlu digarisbawahi bahwa toksikan yang mempunyai tendensi

bioakumulatif tampaknya sulit diprediksi efeknya secara jangka

panjang dalam konsentrasi kecil. Karenanya perlu pengujian

(17)

Pengujian baik temuan awal maupun definitif selalu menggunakan

kontrol (tanpa toksikan) dan kondisi pengujian sama.

Sistem pemaparan statis (static)

biota ditempatkan dalam kondisi

lingkungan/larutan diam dengan berbagai variasi konsentrasi toksikan

dari 0 (kontrol = tanpa toksikan) sampai rentang tertentu. Sepanjang

durasi pemaparan, larutan/lingkungan uji tidak diganti baru.

Sistem Pemaparan Resirkulasi (resirculation)

sebagaimana uji statis,

Sistem Pemaparan Resirkulasi (resirculation)

sebagaimana uji statis,

kecuali larutan/lingkungan uji dibuat mekanisme perputaran keluar

masuk kontainer. Uji ini memerlukan kehati7hatian tinggi pada

mekanisme perputaran itu yang harus dijaga tidak mengurangi

konsentrasi toksikan.

Sistem Pemaparan Perbaikan (renewal)

sebagaimana uji statis, tetapi

larutan uji diperbaiki (diganti baru) secara periodik selama waktu uji.

Sistem Pemaparan Aliran (flow:through)

larutan uji bergerak masuk

(18)

Laboratorium Statis

Laboratorium Statis dengan Perbaikan Larutan

Uji

(19)

Mempertimbangkan untung rugi desain uji

ekotoksisitas di atas, maka dalam seleksi desain secara

prinsip disesuaikan dengan tujuan uji. Sebagai contoh:

membandingkan berbagai toksikan atau

proses maka dapat digunakan desain uji statis.

untuk mengetahui lebih banyak

toksisitas volatile atau limbah terbuang ke sungai,

maka dapat digunakan desain uji kontinyu.

(20)

Biota Uji:

1.) Artemia (biota air payau/laut)

2.) Daphnia sp. (biota air tawar)

3.) Ikan

(21)

(22)

Dapat dipakai di berbagai laboratorium dan berbagai personel

Pembandingan data uji

Peningkatan akurasi data

Perulangan uji

Pemantauan

Namun demikian tidak semua uji ekotoksisitas memrlukan

prosedur baku, terutama berkaitan dengan:

(23)

Setelah pemaparan zat berhenti adalah penting diketahui respon biota;

kembali pada kondisi sebelum pemaparan zat atau tetap pada kondisi

setelah terpapar zat. Pengetahuan ini berguna dalam menilai bahaya zat

dan kapasitas biota.

Sebagai contoh, suatu pemaparan zat X dengan kondisi sama mencapai

target populasi biota A dan populasi biota B. Efek negatif zat X

menghasilkan respon sama bagi populasi biota A dan B.

Selanjutnya pemaparan zat X dihentikan dan menghasilkan:

(24)

V₁.M₁ = V₂.M₂

V₁. (100 %) = 1 L . 20 %

V₁ = 20 / 100 = 0,2 L ≈ 200 mL ditambahkan 800 mL hingga 1 L. (pengertiannya bisa dikatakan larutan 20 % tadi bisa menjadi larutan 100 %)

ATAU

V₁.M₁ = V₂.M₂ (pengenceran)

Jika kita punya larutan dasar kita anggap larutan dasar sebagai 100 % Jika kita punya larutan dasar kita anggap larutan dasar sebagai 100 %

konsentrasi. Dan j ika larutan dasar memiliki volume sebesar 100 mL solusi dengan menggunakan formula pengenceran.

V₁. (100 %) = 1 L . 1 %

V₁ = 1 / 100 = 0,01 L ≈ 10 mL ditambahkan 990 mL hingga 1 L. (pengertiannya bisa dikatakan larutan 1 % tadi bisa menjadi larutan 100 %)