Download - 3. PENGARUH TOKSIKAN
3. PENGARUH TOKSIKAN
Ingat bagaimana besar/kecil dosis pada organisme?
Konsentrasi toksik di lingkungan Sifat toksik Lama waktu pemaparan Frekuensi waktu pemaparan Jalur terpaparnya organisme
Efek toksik tergantung pada :Sifat resistensi organismeTingkat dosisRespon
Ingat jenis respon Organisme terhadap toksik?
Change from normal state
Local vs. Systemic Reversible vs.
Irreversible Immediate vs. Delayed Graded vs. Quantal
Efek toksik secara umum :
Organism stress affecting organism behaviour Physiological changes Slowing the rate of growth Affect lifespan and suppress survival Affect the structure of the general population Affect the comparison of sex and dominance of
species affect population size due to: death, effects on reproduction, growth rate
Affect community structure
Respon Organisme
Respon organisme
Respon biokimia
Respon fisiologiRespon
interaktif
Toksik masuk
Respon protektifMengurangi konsentrasi polutan
dalam sel
Mencegah/mengurangi interaksi toksik-komponen seluler
Toksik tidak lagi berbahaya
Respon non protektif
Respon biokimiaToksik yang masuk ke dalam tubuh di respon oleh sistem enzim/protein
(Walker et al., 2004)
Efek letal efek populasi
Efek seluler
Efek organ
Efek organisme
Efek ekosistem
Efek biosfer
neurophysiological, behavioural and reproductive effects :• inter-related• neurological changes can
affect behaviour, changes in behaviour can affect reproduction
trigger certain biochemical responses :• evolved either to break the chemical
down • store it in such a way that it is ‘hidden’
within a compartment, preventing interference with essential biochemical reactions within the cell
When pollutants are ingested by organisms, or pass into the blood across respiratory epithelia or theexternal surface of the body : • ‘compartmentalized’ in
particular organs within the body
• may be accidental or deliberate.
Respon fisiologi
(Walker et al., 2004)
(Walker et al., 2004)
Possible mechanisms for the entry of bioavailable metal ions from the surrounding medium into the cells of bivalves
(modified from Simkiss & Taylor, 1989 in http://www.ehu.es/europeanclass2003/biological_aspects_of_metal_accu.htm)
(Bangun, 2005)
Photo of a tissue section through the digestive organ of a mussel after 12 hours of exposure
(von Moos, 2012)
(Rudnicki et al, 2009)
Photographs showing the transvers section of fish, Tilabia mossambica exposed to sublethal concentration of mercury plus chromium
(Dwivedi et al, 2012)
Photographs showing the transvers section of fish, Lates calcarifer exposed to sublethal concentration of mercury plus chromium
(Dwivedi et al, 2012)
Respon interaktifRespon yang terjadi bila
terdapat interaksi 2 jenis polutan yang berbeda
Sinergis gabungan 2 jenis polutan mengakibatkan efek aditif pada toksik
Antagonisgabungan 2 jenis polutan mengakibatkan efek ‘saling menghilangkan/mengurangi’ pada toksik
Potentiation of toxicity : • The vertical axis =
the degree of toxic effect compound
• The horizontal axis = composition of the mixture
• The maximum dose of compounds A and B both give the same degree of toxic response X
Potentiation : when the toxicity of a mixture of two compounds exceeds the summation of toxicities of the individual components
(Walker et al., 2004)
Sumber : suffet, 1977b; Van Esch, 1977; Ochme, 1978; Laws, 1981, Moore dan Ramamorty, 1984; Mance, 1990; Ferguson, 1990 in Sanusi dan Putranto, 2009
Aktifitas Toksikan
Aktifitas toksik
Fisikokimia toksik
Faktor lingkunga
n
Interaksi toksikan
• solid, liquid, or gas• soluble in water or
lipid • organic or inorganic • ionized or nonionized
Membran : permeable terhadap nonionized nonionized substance lebih toksik dibanding ionized substance
• temperature, light, and humidity
• Perubahan temperatur : mempengaruhi DO dan kecepatan reaksi kimia
• Perubahan kelembaban : mempengaruhi kesensitifan dan fisiologi organisme
• Perubahan cahaya : mempengaruhi adaptasi terutama pada produsen primer
• Lead to manifestation of effects
• Synergistic, potentiative, or antagonistic depending on the chemicals and the physiological condition of the organism
Toksisitas Tropis vs Temperate
TropisSource :
AutochtonousAlochtonous Organism : Low range
adaptations
TemperateSource :
AutochtonousAlochtonous
Organism : Wide range adaptations
Uji Toksisitas
Dasar uji toksisitas :1. Respon organisme
terhadap toksikan2. Prinsip dosis-respon
•Acute toxicity test•Chronic toxicity test•Static toxicity test•Flow-through toxicity test•Sediment test•Bioconcentration study
Uji toksisitas
Acute toxicity test
• Uji jangka pendek yang dirancang untuk menguji efek toksikan pada organisme air selama jangka pendek siklus hidupnya
• Mengevaluasi tingkat kelulushidupan organisme selama 24-96 jam• Biasanya menggunakan 5 konsentrasi dan sebuah kontrol, dengan 10-20 organisme pada tiap konsentrasi dan
ulangan tiap konsentrasinya• Faktor lingkungan harus memenuhi kisaran :
• temperatur ±1°C• pH 6.5 - 8.5• saturasi DO > 60%• 140 - 160 mg/L as CaCO3• Salinitas normal
Chronic toxicity test
• Uji yang bertujuan untuk mengetahui pengaruh toksikan pada organisme air hingga toksikan mencapai dosis tertinggi, biasanya 1/10 atau lebih dari umur organisme
• Mengevaluasi pengaruh sublethal effects pada reproduksi, pertumbuhan, tingkah laku fisiologis dan perubahan biokimia
• Tingkat kelulushidupan sering menjadi tolok ukur, namun tidak selalu menjadi tujuan uji
• Dapat berlangsung hingga beberapa hari atau bulan
Static toxicity test
• Berasosiasi dengan acute toxicity test• Effluent, sediment, material tambahan dapat ditambahkan dalam uji ini• Selama uji dilakukan, air media uji tidak mengalami penggantian, atau penggantian
secara berkala• Digunakan untu mengetahui tingkat toksisitas yang meuncul pada stadia awal atau
sebagian siklus hidup organisme dengan menggunakan beberapa macam spesies• Dibatasi hingga 1 gr biomassa/liter sehingga tidak menggangu kebutuhan oksigen
Flow-through toxicity test
• Uji yang dilakukan pada sistem terbuka, dimana terjadi penggantian toksikan dan pengenceran oleh air
• Uji jangka waktu lama• Tidak terlalu memperhatikan pembentukan
amonia dan penggunaan DO
Sediment test
• Sedimen digunakan sebagai kontaminan yang mengendap sehingga mengurangi biovaibility toksikan
• Digunakan sebagai uji akut dengan menggunakan organisme yang sensitif atau stadia yang sensitif
• Sering digunakan sebagai uji bioakumulasi atau potensi toksisitas pada sedimen
• Uji dilakukan dengan memperhatikan : • Kedalaman sedimen• Jumlah organisme pada sedimen• Replika uji
Bioconcentration studies
• Uji yang menentukan akumulasi bersih dari toksikan yang berasal dari air dan organisme sehingga menghasilkan penyerapan dan depurasi secara berkelanjutan
• Tujuan uji : potensi akumulasi organisme yang dapat terkonsumsi oleh organisme pada tropik level di atasnya
• Dinyatakan dengan Bioconcetration Factor (BCF)
Faktor Biokonsentrasi
Adalah Rasio (l / kg) konsentrasi zat dalam jaringan organisme akuatik pada konsentrasi dalam air
Dapat juga ditentukan melalui pembagian kecepatan pemasukan dengan kecepatan pengeluaran
(van der Oost et al., 2003)
(Vassiliki dan Konstantina, 1984 dalam A.B. Falusi et al., 2007 )
(Environment Agency, 2011)
Ku = laju penyerapan (μg/l/jam)Kd = laju eliminasi (μg/l/jam)Cf1 = konsentrasi toksikan dalam tubuh ikan pada awal pengamatan (μg/kg)Cf2 = konsentrasi toksikan dalam tubuh ikan pada waktu t pengamatan (μg/kg)Cw = konsentrasi rataan toksikan dalam air selama penyerapan (μg/l)t = waktu pengamatan (jam)BCF = Biokonsentrasi Faktor
(Montanes dan Hattum, 1995)
contoh
(Amriani et al., 2011)
(Amriani et al., 2011)
TUGAS Buat makalah :
mengenai pengaruh akumulasi polutan terhadap sistem fisiologi dan morfologi organisme laut
Syarat makalah : Tema makalah tidak boleh sama setiap individu Jurnal min 5 buah jurnal internasional min 2 Tidak boleh menggunakan wikipedia atau blogspot Diketik A4 margin 3-3-3-3, spasi 1.15, arial 11
Dikumpulkan tgl 11 Oktober 2013 11.00
Bersambung ...
http://biosanctuary.com/