MAKALAH BIOMONITORING

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Latar belakang pembuatan makalah ini adalah untuk memenuhi tugas mata kuliah Komunitas 4 yang membahas tentang Biomonitoring Logam. Logam merupakan sebuah unsur kimia yang siap membentuk ion (kation) dan memiliki ikatan logam dan kadangkala dikatakan mirip dengan kation di awan elektron. Ada dua kelompok logam yaitu logam berat, dan logam ringan. Dikatakan logam berat karena massa jenisnya 5 gr/cm³ atau lebih denagn nomor atom 22 sampai dengan 92. Sedangkan logam ringan mempunyai massa jenis < 5 gr/cm³. Logam berat dianggap berbahaya bagi kesehatan manusia bila terakumulasi secara berlebihan di dalam tubuh. Beberapa diantaranya bersifat karsinogenik. Selama beberapa tahun terakhir biomonitoring telah banyak digunakan sebagai pendekatan untuk mengestimasi status pencemaran logam berat di berbagai lingkungan seperti udara, tanah, sungai, dan laut. Biomonitoring merupakan teknik evaluasi lingkungan berdasarkan analisis jaringan dan molekul organisme yang terpapar logam berat. Di sisi lain, pendekatan ini dapat memberikan lebih banyak data terkait dengan konsentrasi logam berat dan informasi terkait dengan status pencemaran lingkungan. Untuk mengetahui apakah suatu spesies dapat digunakan sebagai variabel biomonitoring, maka berbagai teknik/metode dapat digunakan yaitu yang berhhubungan dengan biokumulasi, perubahan kimia, pengamatan morfologi dan perilaku, serta pendekatan level populasi dan komunitas.

1.2 Tujuan

a.    Tujuan umum

Tujuan umum pembuatan makalah ini adalah untuk mengetahui biomonitoring logam

b.    Tujuan khusus

Tujuan khusus pembuatan makalah ini adalah untuk:

a)    Mengetahui definisi biomonitoring logam

b)    Mengetahui bioindikator pencemaran logam

1.3 Manfaat

Manfaat pembuatan makalah ini adalah:

  a)    Sebagai media pembelajaran

  b)    Mengetahui lebih jauh tentang biomonitoring logam

BAB II

Biomonitoring Logam

2.1 Pengertian Biomonitoring

Biomonitoring merupakan cara ilmiah untuk mengukur paparan manusia dengan alam maupun bahan kimia berdasarkan sampling dan analisis terhadap jaringan individu dan cairan. Bahan pemeriksaan berupa: darah, urin, air susu ibu (ASI), udara, rambut, kuku, lemak, tulang, dan jaringan lain. Teknik ini berdasarkan ilmu bahwa zat kimia yang memasuki tubuh manusia meninggalkan tanda yang menunjukkan paparan ini.

2.2 Manfaat  Biomonitoring

1.    Biomonitoring menyediakan informasi yang dapat digunakan dalam berbagai cara.

2.    Data ini mendeteksi zat mana yang terdapat di lingkungan dan kadarnya, bagaimana kadar dapat berubah dan bagian mana pada populasi memiliki paparan tinggi terhadap zat tertentu.

2.3 Macam-Macam Biomonitoring

1.    Biomonitoring Logam

Biomonitoring logam dapat dilakukan dengan pemeriksaan suatu media untuk menentukan bahan logam. Media yang dipakai antara darah/urine, jaringan tubuh, ikan, binatang invertebrata, dan tanaman perairan.

2.    Biomonitoring Zat Organik

Akumulasi zat organik pada beberapa spesies mamalia merupakan bio indikator yang potensial untuk mendeteksi pencemaran lingkungan.

3.    Biomonitoring Limbah Cair

Ada beberapa studi toksisitas yang dipakai untuk menilai buangan limbah cair antara lain pemakaian bakteri dan pemakaian invertebrata. Limbah pabrik kertas yang mengandung bahan kimia pemutih dilakukan studi memakai biota air misalnya ikan.

4.    Biomonitoring Pencemar Udara

Perubahan ambien atmosfer oleh adanya bahan pencemar udara akan dapat mempengaruhi kehidupan tanaman. Daun pinus jarum dapat dipakai sebagai indikator pencemaran alifatik hidrokarbon. Dengan pemeriksaan gas kromatografi ditemukan bahwa kadar hidrokarbon lebih tinggi pada daun pohon pinus yang berumur tua. Tanaman tingkat rendah antara lain lichen parmalia sulcata dapat sebagai indikator pencemaran udara. Dengan demikian maka lichen dapat dipakai sebagai biomonitor untuk pencemar udara.

5.    Biomonitoring Asidifikasi

Perairan yang mempunyai pH rendah akan bersifat asam. Keasaman perairan dapat dideteksi dengan memakai biomarker biota yang hidup dalam perairan tersebut. Dalam keadaan pH rendah (pH=3), maka logam besi dan manganese akan terdeteksi dalam perairan. Efek perairan dengan pH rendah, logam yang toksis dan Dissolve Organic Carbon (DOC) terhadap hewan amfibi akan menyebabkan terlambatnya metamorfosa, menurunnya daya tahan dan menurunnya berat badan hewan amfibi

6.    Biomonitoring Kesehatan Manusia

Biomonitoring Pb dan Cd pada wanita yang melahirkan, dilakukan dengan pemeriksaan ASI dan darah. Karyawan industri petrokimia yang terpapar dengan PAH pada pemeriksaan urine ditemukan biomarker hidroksipyrene.

2.4 Biomonitoring Logam

Selama beberapa dekade terakhir ini, perhatian intensif diarahkan untuk mengatasi masalah kontaminasi logam berat pada lingkungan (Kortba et al., 1999; Zhou, 2008). Sebagian besar logam diketahui bersifat toksik atau racun dan sebagian diantaranya dilepaskan ke lingkungan dalam jumlah yang dapat menimbulkan resiko pada kesehatan manusia (El-said & Garamon, 2010).

Logam merupakan komponen yang menyusun ekosistem, terdapat pada atmosfer, hidrosfer dan biosfer. Selain merupakan komponen alami kulit bumi, sumber kontaminasi logam berat lainnya adalah berasal dari aktivitas manusia (antropogenik) seperti areal pertanian, industri dan perhubungan (Ayeni, 2010; Scoetgher, 1996; Miranda et al., 2004; Amisah et al., 2009; Yi et al., 2007

2.5 Bioindikator Pencemaran Logam

1.    Logam yang dapat ditemukan pada darah/urine: Cadmium, Zat besi, Manganese, Tembaga, Merkuri, Zink

2.     Logam berat di atmosfer yang ditemukan pada jaringan burung: partikel timbal, Cadmium, Arsen, Merkuri. Logam berat tersebut berasal dari pabrik pengelasan logam dan secara tidak langsung burung memakan serangga dengan yang terkontaminasi oleh logam berat. Tempat akumulasi logam berat di dalam tubuh burung terletak pada jaringan dan bulu burung.

3.    Logam berat di perairan yang ditemukan pada ikan: Chromium, Tembaga, Timbal, Zink. Logam tersebut akan meningkat kadarnya, apabila ada peningkatan BOD di perairan.

4.    Logam berat di perairan yang ditemukan pada binatang invertebrata: Chromium, Cadmium, tembaga, timbal, cobalt, nikel. Adanya logam berat tersebut pada tubuh invertebrata merupakan indikator tercemarnya lingkungan.

5.    Tanaman perairan dan tanaman darat dapat dipakai sebagai bio indikator lingkungan yang terkontaminasi oleh logam berat. Pabrik pengecoran besi yang mengeluarkan bahan pencemar udara logam berat dapat dideteksi pada tanaman dengan analisis Neutron Activation Analysis

2.6 Faktor Risiko Biomarker Pada Toksisitas Logam Berat

Toksisitas plumbum (Pb) pada anak yang disebabkan oleh konsumsi timah diyakini memberikan dampak pada lebih dari 2 juta anak usia prasekolah di Amerika. Prevalensi toksisitas timbal atau plumbum cukup tinggi pada penduduk Amerika-Afrika yang memiliki ekonomi menengah ke bawah. Paparan arsenik dapat terjadi di luar bidang industri karena kegunaannya sebagai rodentisida dan dapat bersifat letal.

Penggunaan kadmium dalam industri meningkat sejak ditemukannya pada tahun 1817 oleh Stromyer. Bahan campuran yang mengandung kadmium digunakan secara luas dalam pembuatan cat, plastik, gelas, logam campuran, dan alat listrik.

Pencemaran logam berat cenderung meningkat sejalan dengan meningkatnya proses industrialiasasi di Indonesia. Sejak zaman industrialisasi, merkuri menjadi bahan pencemar penggalian. Salah satu penyebab pencemaran lingkungan oleh merkuri adalah pembuangan tailing pengolahan emas yang diolah secara amalgamasi. Mereka mencari emas menggunakan mesin sedot dengan demikian mengganggu hamparan kanal dan alur sungai, serta meningkatkan jumlah tumpukan sedimen (pengendapan bahan atau partikel yang terdapat di permukaan bumi). Pengolahan emas menggunakan merkuri untuk memisahkan emas dalam proses amalgamasi.

Paparan logam berat meliputi sumber daya alam seperti tanah dan bijih logam, proses industri, produk komersial, obat tradisional, makanan yang terkontaminasi, dan produk herbal. Logam berat bersifat toksik dan memapari tubuh kita melalui makanan, air minum, dan udara. Logam menghasilkan toksik dengan membentuk kompleks senyawa yang seluler yang mengandung sulfur, oksigen, dan nitrogen.

Kompleks tersebut menonaktifkan sistem enzim atau memodifikasi struktur protein yang menyebabkan gangguan fungsi sel. Sistem organ yang paling sering terkena dampaknya meliputi gastrointestinal (GI), kardiovaskuler, hematopoietik, ginjal, dan sistem saraf perifer. Sifat dan tingkat keparahan toksisitas berbeda tergantung pada jenis logam yang terlibat, tingkat paparan, bahan kimia dan jenis ion (Anorganik atau organik), cara paparan (Akut atau kronik), dan usia manusia tersebut. Toksisitas logam berat relatif jarang terjadi. Kegagalan untuk mengenali dan mengobati toksisitas logam berat dapat menyebabkan morbiditas dan mortalitas yang signifikan. Ensefalopati merupakan penyebab utama kematian pada penderita dengan toksisitas logam baik akut dan kronis

2.7 Gejala Klinis Toksisitas Logam Berat

Jenis Logam	Akut	Kronik	Konsentrasi Toksik
Arsenikic	Mual, muntah, diare, nyeri saraf	Diabetes, hipopigmentasi/hiperkeratosis, kanker : paru-paru, kandung kemih, enselopati	24-h urin : ≥50 μg/L urin atau 100 μg/g kreatinin
Bismut	Gagal ginjal, nekrosis tubular akut	Difusi mioklonik, enselopati	Tidak ada standar referensi yang jelas
Kadmium	Pneumonitis (asap oksida)	Proteinurea, kanker paru-paru, osteomalacia	Proteinuria dan/atau ≥15 μg/ g kreatinin
Merkuri	Menghirup : demam, muntah, diare Garam anorganik (konsumsi) : gastroenteritis kaustik	Mual, tremor, neurasthenia, sindrom nefrotik, hipersensitivitas	Latar Belakang paparan "normal" batas: 10 mg / L (whole blood), 20 mg / L (24-h urin)

2.8 Penatalaksanaan toksisitas logam berat

           

Penatalaksanaan pada penderita toksisitas logam berat difokuskan pada sistem organ saraf, pencernaan, hematologi dan ginjal. Mual, muntah, diare dan nyeri perut merupakan ciri khas dari inhalasi logam berat akut. Dehidrasi merupakan gejala yang umum terjadi. Enselopati, kardiomiopati, disritmia, nekrosis tubular akut, dan asidosis metabolik termasuk dalam gejala toksisitas akut pada kadar paparan yang paling tinggi.

Toksisitas logam berat kronis memiliki dampak langsung terhadap sistem saraf pusat (SSP) dan sistem saraf perifer. Paparan logam berat kronis meliputi anemia, garis Mees (garis hipopigmentasi horizontal di semua kuku), dan temuan neurologs halus. Gejala ini memberikan kecurigaan toksisitas logam berat.

Penatalaksanaan awal pada toksisitas arsenik yaitu dengan menjauhkan dari sumber paparan. Tindakan resusitasi merupakan hal yang paling penting pada penderita dengan toksisitas yang berat. Resusitasi merupakan perawatan suportif yang baik dan penting. Pastikan patensi jalan napas dan berikan perlindungan, memberikan ventilasi mekanik, disritmia yang tepat, menggantikan cairan dan elektrolit (apabila kehilangan cairan yang signifikan dan memerlukan rehidrasi agresif), serta memantau dan mengobati gejala dari disfungsi organ. Kelasi dengan dimercaprol atau suksimer (2,3-asam dimercaptosuccinic, DMSA) mempertimbangkan pada penderita dengan gejala peningkatan arsenik. Tindakan hemodialisis perlu dipertimbangkan terhadap penderita yang mengalami gagal ginjal.

Menjauhkan penderita dari sunber paparan toksik merupakan salah satu tindakan intervensi. Unsur merkuri mempunyai paparan toksisistas yang minimal ketika dicerna dan memiliki paparan yang kecil untuk dekontaminasi saluran pencernaan.

Penatalaksanaan kelasi dengan memberikan molukel yang dapat mengikat ion logam membentuk kompleks netral dan diekskresikan oleh ginjal. Tujuan terapi kelasi adalah untuk mengurangi kadar logam berat dalam berat dalam tubuh. Beberapa unsur yang tersedia, yang paling sering dikutip termasuk succimer, dimercaprol, dan D-penisilamin. Terapi kelasi membutuhkan waktu beberapa bulan tergantung pada kandungan merkuri dalm tubuh. Kegunaan terapi masih belum jelas dikarenakan kurangnya penilitian yang menunjukkan manfaat jangka panjang pada penderita yang diobati dengan terapi ini.

2.9 Pengendalian pencemaran logam berat

Secara teknis, upaya pengendalian pencemaran logam berat dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu

1.    pengendalian dengan menggunakan proses kimia

Dengan proses kimia dilakukan dengan penambahan senyawa kimia tertentu untuk proses pemisahan ion logam berat atau dengan resin penukar ion (exchange resins), serta beberapa metode lainnya seperti penyerapan dengan menggunakan karbon aktif, electrodialysis dan reverse osmosis.

2.    penanganan dengan menggunakan mikroorganisme atau mikroba

Penanganan logam berat dengan mikroorganisme atau mikroba menjadi alternatif yang dapat dilakukan untuk mengurangi tingkat keracunan elemen logam berat di lingkungan perairan.

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Biomonitoring logam merupakan cara ilmiah untuk mengukur paparan logam terhadap manusia melalui bioindikator darah/urine, jaringan tubuh, ikan, binatang invertebrata, dan tanaman perairan. Sehingga dapat mengurangi dan mencegah dampak paparan logam terhadap manusia.

 

DAFTAR PUSTAKA

-       Des W. Connel & Gregory J. Miller. 1995. Kimia dan Ekotoksikologi Pencemaran. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia

-       H.J. Mukono. 2002. Epidemiologi Lingkungan. Surabaya: Airlangga University Press.

-        Rumahlatu Dominggus. 2012. Biomonitoring Sebagai Alat Asesmen Kualitas Perairan Akibat Logam Berat Kadnium Pada Invertebrata Perairan.Saintis.volume 1. Ambon : Universitas Pattimura