Kontaminan - •Karbamat (insektisida) •Piretiroid (insektisida) •Herbisida •Organologam. Siklus

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Kontaminan - •Karbamat (insektisida) •Piretiroid (insektisida) •Herbisida...

  • Kontaminan

    SRD

  • Pengertian

    • Kontaminan : senyawa yang berada di lingkungan dalam jumlah banyak akibat aktivitas manusia

    • Xenobiotik : material atau bahan kimia asing yang secara alami tidak ada di dalam tubuh manusia / hewan

  • Pengertian

    • Bioakumulasi : uptake kontaminan/ xenobiotik dari lingkungan oleh makhluk hidup

    • Biokonsentrasi : kasus spesifik dari bioakumulasi, dimana suatu zat yang terlarut secara selektif masuk ke dalam jaringan organisme dan terkonsentrasi melalui rute selain makanan

  • Koefisien Partisi

    • Koefisien partisi : konstanta yang menyatakan konsentrasi antara 2 fase pada kesetimbangan

    • Koefisien partisi ditentukan dengan log perbandingan konsentrasi dari kedua fase

    D P

    [X]fase B K K

    [X]fase A  

  • Bioakumulasi

    • Bioakumulasi xenobiotik di dalam tubuh manusia / hewan/tumbuhan biasanya diasumsikan dengan koefisien partisi n- octanol/water (KOW)

    OW

    [X]oc tanol Log K

    [X]water 

  • Biokonsentrasi

    • Zat masuk dan dikeluarkan melalui proses pasif transpor

    • Zat dimetabolisme secara lambat

    • Zat mempunyai kelarutan dalam air yang rendah

    • Zat mempunyai kelarutan dalam lipid tinggi

    • Xenobiotik masuk dari air ke jaringan lipid ikan dan terbiokonsentrasi

  • Bioconcentration Factor

    • BCF pada ikan :

    • BCF pada tanaman :

    • BCF pada daun :

    Konsentrasi xenobiotik dalam jaringan BCF

    Konsentrasi xenobiotik dalam tanah 

    OWLog BCF alogK b 

    OABCF L.K

  • Jenis kontaminan

    • Logam  Hg, Cd, Cu, dll • Metalloid  Si, As, antimoni, Se • Gas Anorganik • Zat radioaktif • Volatile organic compounds (VOCs) • Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) • Polychlorinated biphenyls (PCBs) • Chlorofluorocarbons (CFCs) • Organochlorine (pestisida)

  • Jenis kontaminan

    • Chlorinated phenols

    • Chlorination products

    • Dioxin

    • Organofosfat (pestisida)

    • Karbamat (insektisida)

    • Piretiroid (insektisida)

    • Herbisida

    • Organologam

  • Siklus biogeokimia

  • LOGAM

  • Logam

    • Logam berat logam dengan specific gravity > 5 g/cm3 dan mempunyai Mr besar

    • Kontaminan logam dihasilkan dari kegiatan manusia seperti mining, pembakaran bahan bakar fosil, penyamakan kulit, penggunaan pestisida, dll

    • Secara alami, logam dibutuhkan makhluk hidup,karena berfungsi sebagai kofaktor pada enzim, misal : Zn

  • Logam

    • Contoh logam yang merupakan kontaminan : As, Cd, Cr, Cu, Pb, Hg, Ni, Se, Ag, Th, Zn

  • Arsen

    • Merupakan metalloid

    • Mempunyai biloks -3, +3 dan +5 (As-3, As+3, As+5)

    • As3+ (AsO3) lebih toksik daripada As 5+ (AsO5)

    • Bersifat karsinogenik

    • Sumber alami : vulkanik, metilasi oleh fungi,, yeast, bakteri, invertebrata, vertebrata

    • Sumber kontaminan : pembakaran bahan bakar fosil (sebagian besar dari abu layang batubara), pertambangan Au dan Pb

  • Arsen

    • Penggunaan : sebagai bahan alloy, pestisida (Pb3(AsO4)2), pengolahan kayu, herbisida (Na3AsO3), zat warna, pigmen, industri gelas

    • Toksisitas : inorganic arsenites > organic trivalent compounds (arsenoxides) > inorganic arsenates > arsonium compounds > elemental arsenic

  • Arsen

    • Toksisitas interaksi As3+ dengan sulfhydryl (SH) pada sistem enzim

    • arsenite (AsO 33) berinteraksi dengan 2 glutathiones (GSH) dengan ikatan kovalen yang kuat sehingga mengeliminasi GSH (blocking) dalam sistem enzim

  • Reaksi As dengan enzim

    -O As

    O-

    O-

    +2GSH -O As

    SG

    SG

    +2OH-

  • Cadmium

    • Termasuk logam berat • Karsinogenik • Sumber kontaminan : pertambangan, minyak

    motor, ban karet, industri kimia • Penggunaan : plattin baja, alloy, perlindungan

    korosi, solder, perangkat listrik, pigmen, plastik, karet, semikonduktor,

    • Konfigurasinya sama dengan Zn (metalloenzim) • Afinitasnya terhadap SH lebih besar dari Zn • Mempunyai ukuran dan densitas yang sama

    dengan Ca2+  blocking Ca

  • Merkuri (Hg)

    • Berbentuk cair pada T ruang,

    • Logam dengan volatilitas paling tinggi

    • Banyak logam larut dalam Hg : dalam bentuk amalgam (alloy), dan pada industri baterai, perangkat listrik, katalis, elektrolisis, cat, perhiasan, lampu

    • Sumber alami : vulkanik, erosi, emisi gas

    • Sumber kontaminan : pembakaran bahan bakar fosil (kandungan Hg dalam batubara ~ 1 ppm), baterai, gold mining, laboratorium, limbah pestisida, insenerasi, industri kertas,

  • Merkuri (Hg)

    • Merkuri yang paling toksik dalam bentuk metil merkuri dan dimetil merkuri

    • Biotransformasi : bakteri mentransformasi Hg menjadi CH3Hg

    + (metil merkuri) dan (CH3)2Hg (dimetil merkuri)

    Dalam bentuk organik kelarutannya dalam air meningkat

    Kemampuan larut lebih mudahmudah terabsorb oleh sel dan jaringan

  • Merkuri (Hg)

    • Merkuri dapat mengikat dan memblocking SH dalam sistem enzim

    • R-SH + CH3Hg + → R-S-Hg-CH3 + H

    +

    • Sama dengan mekanisme Pb dan Cd blocking enzim, termasuk Na/K ATPase, mitokondria, mitosis

    • Bersifat mutagen

  • Timbal (Pb)

    • Penggunaan : bahan bakar (TEL), baterai, pigmen (pigmen kuning dan merah), amunisi, cat, keramik

    • Toksisitas : target utama : sistem saraf pusat (menyebabkan kerusakan saraf permanen)

    • Menghambat hematopoiesis ( mengganggu sintesis heme)

    • Bersifat karsinogenik

  • Selenium

    • Metalloid

    • Se secara alami dibutuhkan :

    Kofaktor dalam beberapa enzim (GSHP)  sama dengan S

    Dapat menggantikan S

    • Penggunaan : elektronik, industri gelas, perangkat listrik,pigmen, alloy

    • Sumber alami : vulkanik, erosi

  • Selenium

    • Sumber kontaminan : pembakaran bahan bakar fosil (abu layang batubara), insenerasi, tambang emas, Cu dan Ni

    • Mikroba mentransformasi menjadi alkilselenida lebih volatil, tapi kurang toksik

  • Chromium

    • Unsur Cr(III), Cr(VI)

    • Sumber kontaminan : penyamakan kulit, elektroplating, cat, tekstil

    • Toksisitas : Cr(VI) > Cr(III) > Cr(0)

    • Cr (III) merupakan unsur penting dalam makanan (trace essential) yang mempunyai fungsi menjaga agar metabolisme glukosa, lemak dan cholesterol berjalan normal.

    • Bila terhirup Cr-VI dapat mengakibatkan necrosis tubulus renalis

  • GAS ANORGANIK

  • CO-CO2

    • Efek toksikologi : mengganggu transfer O2 • CO akan membentuk karboksihemoglobin :

    afinitas >200x O2; t ½ = 4 h

  • Nitrogen

    • NO2 membentuk NO (dari pembakaran) yg menyebabkan pembentukan smog

    • Asam nitrat terbentuk dari : NO2 + OH· → HNO3, menyebabkan hujan asam

    • Nitrous oksida (N2O) efek GHE 290X dibandingkan CO2

  • Sulfur Dioksida (SO2)

    • SO2 berasal dari vulkanik, pembakaran bahan bakar fosil, industri batubara 0.3 – 7% sulfur (organik dan anorganik), industri minyak 0.2 – 1.7% sulfur (organik)

    • SO2 larut dalam air membentuk asam sulfat (H2SO4)  penyebab hujan asam

  • OTHER

  • VOCs

    • Mempunyai Td 50-100oC sampai 240-260oC • Contoh : Alifatik : metana, pentana, heksana dll Aromatik : benzena, toluena, xilena, naftalen,

    stirena Senyawa terhalogenasi : kloroform,

    diklorometan, triklorometan Alkohol : 2-butilalkohol, 1-dodecanol Aldehid : dekanal, nonanal Ester : etil asetat, 1-heksil butanoat

  • VOCs

    • Sumber alami : petroleum, kebakaran hutan

    • Sumber kontaminan : pembakaran bahan bakar fosil dengan T tinggi, insenerasi, pembakaran lahan

  • Benzena

    • Konsentrasi tinggi gangguan pernapasan akut

    • konsentrasi rendah kerusakan tulang, gangguan sistem peredaran darah

    • karsinogenik

  • Pestisida Organoklorin

    • Pestisida sintetik

    Contoh : lindane, toxaphene, methoxychlor, chlordane, aldrin, dieldrin, DDT

    • Degradasi rendah

    • Kelarutan dalam air rendah, tapi kelarutan dalam lemak tinggi

    • Bersifat persisten

  • DDT

    • Tekanan uap rendah

    • Kelarutan dalam air rendah

    • Kelarutan dalam lipid tinggi

    • Persistent (t 1/2 = 7 – 30 tahun)

    • Terakumulasi dalam jaringan

  • Mulailah dari yang sederhana dari diri sendiri

    dan dari sekarang