Toksikologi Pestisida
Pestisida mencakup bahan-bahan racun yang digunakan untuk membunuh jasad hidup yang mengganggu tumbuhan, ternak dan sebagainya yang diusahakan manusia untuk kesejahteraan hidupnya. Pest berarti hama, sedangkan cide berarti membunuh. Dalam praktek, pestisida digunakan bersama-sama dengan bahan lain misalnya dicampur minyak untuk melarutkannya, air pengencer, tepung untuk mempermudah dalam pengenceran atau penyebaran dan penyemprotannya, bubuk yang dicampur sebagai pengencer (dalam formulasi dust), atraktan (misalnya bahan feromon) untuk pengumpan, bahan yang bersifat sinergis untuk penambah daya racun, dsb.
Penggolongan pestisida menurut jasad sasaran Insektisida, racun serangga (insekta) Fungisida, racun cendawan / jamur Herbisida, racun gulma / tumbuhan pengganggu Akarisida, racun tungau dan caplak (Acarina) Rodentisida, racun binatang pengerat (tikus dsb.) Nematisida, racun nematoda, dst.
Penggolongan menurut asal dan sifat kimia 1. Sintetik 1.1. Anorganik : garam-garam beracun seperti arsenat, flourida, tembaga sulfat dan garam merkuri. 1.2. Organik : 1.2.1. Organo khlorin : DDT, BHC, Chlordane, Endrin dll. 1.2.2. Heterosiklik : Kepone, mirex dll. 1.2.3. Organofosfat : malathion, biothion dll. 1.2.4. Karbamat : Furadan, Sevin dll. 1.2.5. Dinitrofenol : Dinex dll. 1.2.6. Thiosianat : lethane dll. 1.2.7. Sulfonat, sulfida, sulfon. 1.2.8. Lain-lain : methylbromida dll. 2. Hasil alam : Nikotinoida, Piretroida, Rotenoida dll.
Penamaan pestisida (Nomenklatur ) Contoh : I. Carbophenothion II. Trithion (R) III. (p-chlorophenylthio) methyl ] 0 , 0 -diethyl phosphorodithioate IV. Keterangan: I. Nama umum (generik) II. Nama dagang III. Nama kimia IV. Rumus (struktur) kimia
Cara masuk insektisida ke dalam tubuh serangga Melalui dinding badan, kulit (kutikel) Melalui mulut dan saluran makanan (racun perut) Melalui jalan napas (spirakel) misalnya dengan fumigan.
Jenis racun pestisida Dari segi racunnya pestisida dapat dibedakan atas: Racun sistemik, artinya dapat diserap melalui sistem organisme misalnya melalui akar atau daun kemudian diserap ke dalam jaringan tanaman yang akan bersentuhan atau dimakan oleh hama sehingga mengakibatkan peracunan bagi hama. Racun kontak, langsung dapat menyerap melalui kulit pada saat pemberian insektisida atau dapat pula serangga target kemudian kena sisa insektisida (residu) insektisida beberapa waktu setelah penyemprotan
Formulasi Pestisida pada umumnya adalah dalam bentuk: 1. Untuk Penyemprotan (sprays) dan pencelupan (dipping) 1.1. Emulsifiable / emulsible concentrates (EC) 1.2. Water miscible liquids (S) 1.2a. Water soluble concentrates (WSC) 1.2b. Soluble concentrates (SC) 1.3. Wettable powder (WP) 1.4. Flowable suspension (F) 1.5. Water soluble powders (SP) 1.6. Ultra Low Volume Concentrates (ULV) 2. Dalam bentuk Dusts (D)
Cara kerja racun 1. Racun sel umum / protoplasma, misalnya logam-logam berat, arsenat dll. 2. Racun syaraf : Mempengaruhi keseimbangan ion-ion K dan Na dalam neuron (sel syaraf) dan merusak selubung syaraf : DDT dan OK lainnya Menghambat bekerjanya ChE (ensim pengurai acethylcholine yaitu Choline Esterase) : semua OF dan KB 3. Racun lain misalnya merusak mitokondria, sel darah dll.
BEBERAPA CONTOH INSEKTISIDA Organoklorin (OK)
2. Organofosfat (OF)
3. Karbamat (KB)
HASIL ANALISA RESIDU PESTISIDA No Komoditas Asal Contoh Hasil Analisa (mg/kg) 1 Pakcoy Kec. : Cicendo, Kota : Bandung 0,28802 2 Cabai merah Kec. : Pacet, Kab. : Cianjur 1,59125 3 Cabai keriting 0,67074 4 Buncis 0,56279 5 Sawi putih 0,08738 6 Cabai rawit 0,58066 7 Tomat 0,53708 8 Bayam 0,00166 9 Sawi hijau Tidak terdeteksi dengan Batas Penetapan (BP) 0,001
HASIL ANALISA RESIDU PESTISIDA PADA BUAH-BUAHAN No. Komoditas Asal Contoh Hasil Analisa (mg/kg) 1 Pir sandong Kelurahan Mulyaraya, Kec. Kawaluyaan, Kota Bandung 0,08956 2 Pir yali Kel. Cicendo, Kec. Cicendo, Kota Bandung 0,00195 3 Apel merah 0,00312 4 Jeruk murkot Tidak terdeteksi dengan Batas Penetapan (BP) 0,001 5 Semangka 0,01537 6 Strawberi Desa Cibodas, Kamp. Cibeuying, Kec. Lembang 0,15419 7 Manggis Mengandung kadar gula = 5,40 %, serat kasar = 45 %, air = 78,26 %, pati = 0,24 %, Vit.C = 0,22 %
HASIL ANALISA BERAS ORGANIK No. Parameter Satuan Standar Nasional / BMR Hasil Pemeriksaan 1 Residu Deltamterin mg/kg Tidak terdeteksi 2 Kadar Air % - 11,7 3 Kadar Lemak 1,01 4 Kadar kalori Kkal 210,7872 5 Kadar Protein 0,0395 6 Kadar Karbohidrat 50,3848 7 Kadar Gula Pereduksi 13,9958 8 Kadar Serat 1,914 9 Kadar Abu 1,11 10 Kadar besi (Fe) 9,38 11 Kadar Kalium (K) 241,53 12 Kadar Kalsium (Ca) 32,06 13 Kadar Magnesium (Mg) 31,54 14 Kadar Seng (Zn) Maks. 40,0 13,04 15 Kadar Timbal (Pb) Maks. 1,0
HASIL ANALISA BERAS ANORGANIK Parameter Satuan Standar Nasional / BMR Hasil Pemeriksaan 1 Residu Imidakloprid mg/kg 0,05 0,08688 2 Kadar Air % - 12,17 3 Kadar Lemak 0,9 4 Kadar Protein 8,3323 5 Kadar Karbohidrat 55,7603 6 Kadar Gula Pereduksi 15,53 7 Kadar Serat 2,01 8 Kadar Abu 0,51 9 Kadar Tembaga (Cu) 0,78 10 Kadar Besi (Fe) 2,47 11 Kadar Kalium (K) 166,33 12 Kadar Kalsium (Ca) 0,00 13 Kadar Magnesium (Mg) 15,79 14 Kadar Seng (Zn) Maks. 40,0 5,08 Kadar Timbal (Pb) Maks. 1,0
Waktu Paruh Insektisida yg relatif persisten dlm tanah Waktu paruh (th) Organoklorin DDT Heptaklor Endrin Toksafen Aldrin Dieldrin Klordan BHC 3-10 7-12 4-8 10 1-4 1-7 2-4 2 Organofosfat Difonat Klorfenvinfos Karbofenotion 0,2 0,5 Karbamat Karbofuran 0,05-1
Proses Pengambilan Pestisida oleh MH PENYERAtPAN Penerobosan dalam melelui pembatasan kulit, daun, akar, renik, perut, sel, dll PENJERAPAN Kontak luar dg sel organ atau jasad hewan atu tanaman SISTEM ALIRAN Tubuh, air, darah, getah tanaman, udara
Biomagnifikasi DDD (turunan DDT) di air danau Clear California 80.000x 85.000x 500x 265x
Tanda dan Gejala Keracunan Pestisida a. Pestisida Golongan Organoklor ( Dicofan 460 EC ; Keltane 250 EC ) Pestisida golongan organoklor bekerja mempengaruhi sistem syaraf pusat. Tanda dan gejala keracunan pestisida organoklor dapat berupa sakit kepala, rasa pusing, mual, muntah-muntah, mencret, badan lemah, gugup, gemetar, kejang-kejang dan kesadaran hilang. b. Pestisida Golongan Organofostat ( Basta 150 EC ; Eagle 480 AS ) Apabila masuk kedalam tubuh, baik melalui kulit, mulut dan saluran pernafasan maupun saluran pencernaan, pestisida golongan organofosfat akan berikatan dengan enzim dalam darah yang berfungsi mengatur bekerjanya saraf, yaitu kholonesterase. Apabila kholonesterase terikat, maka enzim tersebut tidak dapat melaksanakan tugasnya sehingga syaraf terus-menerus mengirimkan perintah kepada otot-otot tertentu. Dalam keadaan demikian otot-otot tersebut senantiasa bergerak tanpa dapat dikendalikan.
c. Pestisida Golongan Karbamat ( Sevin 85 S ; Darmafur 3 G ) Disamping timbulnya gerakan-gerakan otot-otot tertentu, tanda dan gejala lain dari keracunan pestisida organofosfat adalah pupil atau celah iris mata menyempit sehingga penglihatan menjadi kabur, mata berair, mulut berbusa atau mengeluarkan banyak air liur, sakit kepala, rasa pusing, berkeringat banyak, detak jantung yang cepat, mual, muntah-muntah, kejang pada perut, mencret, sukar bernafas, otot-otot tidak dapat digerakkan atau lumpuh dan pingsan. c. Pestisida Golongan Karbamat ( Sevin 85 S ; Darmafur 3 G ) Cara kerja pestisida Karbamat sama dengan pestisida organofosfat, yaitu menghambat enzim kholonesterase. Tetapi pengaruh pestisida Karbamat terhadap kholonesterase hanya berlangsung singkat karena pestisida Karbamat cepat mengurai dalam tubuh. d. Pestisida Golongan Senyawa / dipiridil ( Top Star 300 EW ) Senyawa dipirindi dapat membentuk ikatan dan merusak jaringan epithel dari kulit, kuku, saluran pernafasan dan saluran pencernaan, sedangkan larutan yang pekat dapat menyebabkan peradangan.
Tanda dan gejala keracunan senyawa dipirindil selalu terlambat diketahui atau disadari karena gejala baru timbul setelah beberapa lama, 24-72 jam setelah keracunan baru terlihat gejala yang ringan seperti sakit perut, mual, muntah, dan diare karena ada iritasi pada saluran pencernaan, 48-72 jam baru timbul gejala-gejala kerusakan ginjal seperti albunuria, proteinnura, haematuria dan peningkatan kretanin lever, 72 jam-24 hari, tanda-tanda kerusakan pada paru-paru. e. Pestisida Golongan Arsen ( Score 250 EC ) Keracunan pestisida Arsen pada umumnya melalui mulut walaupun bisa juga diserap melalui kulit dan saluran pencernaan. Tanda dan gejala keracunan akut pestisida golongan Arsen adalah nyeri pada perut, muntah, dan diare, sedang keracunan sub akut akan timbul gejala seperti sakit kepala, pusing dan banyak keluar ludah.
f. Pestisida Golongan Antikoagulan ( Klerat ) Pestisida golongan koagulan bekerja menghambat pembekuan darah dan merusak jaringan-jaringan pembuluh darah. Hal ini mengakibatkan terjadinya pendarahan, terutama di bagian dalam tubuh. Tanda dan gejala keracunan yang ditimbulkan oleh pestisida antikoagulan meliputi rasa nyeri pada punggung, lambung, dan usus, muntah-muntah, pendarahan pada hidung dan gusi, timbul bintik-bintik merah pada kulit, terdapat darah dalam air seni dan tinja, timbul lebam pada bagian sekitar lutut, sikut, dan pantat serta kerusakan ginjal.
Toksikologi Pestisida Organoklorin Senyawa-senyawa OK (organokhlorin, chlorinated hydrocarbons) sebagian besar menyebabkan kerusakan pada komponen-komponen selubung sel syaraf (Schwann cells) sehingga fungsi syaraf terganggu. Peracunan dapat menyebabkan kematian atau pulih kembali. Kepulihan bukan disebabkan karena senyawa OK telah keluar dari tubuh tetapi karena disimpan dalam lemak tubuh. Semua insektisida OK sukar terurai oleh faktor-faktor lingkungan dan bersifat persisten, Mereka cenderung menempel pada lemak dan partikel tanah sehingga dalam tubuh jasad hidup dapat terjadi akumulasi, demikian pula di dalam tanah. Akibat peracunan biasanya terasa setelah waktu yang lama, terutama bila dose kematian (lethal dose) telah tercapai. Hal inilah yang menyebabkan sehingga penggunaan OK pada saat ini semakin berkurang dan dibatasi. Efek lain adalah biomagnifikasi, yaitu peningkatan peracunan lingkungan yang terjadi karena efek biomagnifikasi (peningkatan biologis) yaitu peningkatan daya racun suatu zat terjadi dalam tubuh jasad hidup, karena reaksi hayati tertentu
Organofosfat dan Karbamat menghambat aksi pseudokholinesterase dalam plasma dan kholinesterase dalam sel darah merah dan pada sinapsisnya. Enzim tersebut secara normal menghidrolisis asetylcholin menjadi asetat dan kholin. Pada saat enzim dihambat, mengakibatkan jumlah asetylkholin meningkat dan berikatan dengan reseptor muskarinik dan nikotinik pada system saraf pusat dan perifer. Hal tersebut menyebabkan timbulnya gejala keracunan yang berpengaruh pada seluruh bagian tubuh.
Pada bentuk ini enzim mengalami phosphorylasi.
Tabel : Efek muskarinik, nikotinik dan saraf pusat pada toksisitas organofosfat. Gejala 1. Muskarinik Salivasi, lacrimasi, urinasi dan diaree (SLUD) Kejang perut Nausea dan vomitus Bradicardia Miosis Berkeringat 2. nikotinik Pegal-pegal, lemah Tremor Paralysis Dyspnea Tachicardia 3. sistem saraf pusat Bingung, gelisah, insomnia, neurosis Sakit kepalaEmosi tidak stabil Bicara terbata-bata Kelemahan umumConvuls Depresi respiras dan gangguan jantungKoma
Semua senyawa OF (organofosfat, organophospates) dan KB (karbamat, carbamates) bersifat perintang ChE (ensim choline esterase), ensim yang berperan dalam penerusan rangsangan syaraf. Peracunan dapat terjadi karena gangguan dalam fungsi susunan syaraf yang akan menyebabkan kematian atau dapat pulih kembali. Umur residu dari OF dan KB ini tidak berlangsung lama sehingga peracunan kronis terhadap lingkungan cenderung tidak terjadi karena faktor-faktor lingkungan mudah menguraikan senyawa-senyawa OF dan KB menjadi komponen yang tidak beracun. Walaupun demikian senyawa ini merupakan racun akut sehingga dalam penggunaannya faktor-faktor keamanan sangat perlu diperhatikan. Karena bahaya yang ditimbulkannya dalam lingkungan hidup tidak berlangsung lama, sebagian besar insektisida dan sebagian fungisida yang digunakan saat ini adalah dari golongan OF dan KB.
Parameter yang digunakan untuk menilai efek peracunan pestisida nilai LD50 (lethal dose 50 %) menunjukkan banyaknya pestisida dalam miligram (mg) untuk tiap kilogram (kg) berat seekor binatang-uji, yang dapat membunuh 50 ekor binatang sejenis dari antara 100 ekor yang diberi dose tersebut. Yang perlu diketahui dalam praktek adalah LD50 akut oral (termakan) dan LD50 akut dermal (terserap kulit). Nilai-nilai LD50 diperoleh dari percobaan-percobaan dengan tikus putih. Nilai LD50 yang tinggi (di atas 1000) menunjukkan bahwa pestisida yang bersangkutan tidak begitu berbahaya bagi manusia. LD50 yang rendah (di bawah 100) menunjukkan hal sebaliknya.
Nilai LD50 insektisida organofosfat Komponen LD50 (mg/Kg) Akton Coroxon Diazinon Dichlorovos Ethion Malathion Mecarban Methyl parathion Parathion Sevin Systox TEPP 146 12 100 56 27 1375 36 10 3 274 2,5 1
LD50 (mg/Kg) Pestisida Pestisida Kijang Piaraan Kambing Organoklorin Endrin Dieldrin Toksafen - 75-100 139-240 25-50 100-200 >160 Organofosfat Demeton Paration Monokrotofos Dimetoat Klorpirifos Fenitrotion 33 38 >200 727 13 42 35 >500 Karbamat Aminokarb Metomil Meksakarbat Profoxur Karbaril 11 16 25 225 300 22 >800
LC50 (ppb) Pestisida pada MH Larva Nyamuk (LC50,24 jam) 12 ikan air tawar (LC50, 96 jam) Organoklorin DDT Heptaklor Endrin Toksafen Aldrin Dieldrin Tiodan BHC 70 5,4 15 - 7,9 27 2-21 2-131 3-18 Organofosfat Abate Bayteks Klontion Diazinon Dibrom Dikorvos 1,6 4,2 25 83 75 980-3.404
Pengobatan Pengobatan keracunan pestisida ini harus cepat dilakukan terutama untuk toksisitas organophosphat. Bila dilakukan terlambat dalam beberapa menit akan dapat menyebabkan kematian. Diagnosis keracunan dilakukan berdasarkan terjadinya gejala penyakit dan sejarah kejadiannya yang saling berhubungan. Pada keracunan yang berat , pseudokholinesterase dan aktifits erytrocyt kholinesterase harus diukur dan bila kandungannya jauh dibawah normal, kercaunan mesti terjadi dan gejala segera timbul. Pengobatan dengan pemberian atrophin sulfat dosis 1-2 mg i.v. dan biasanya diberikan setiap jam dari 25-50 mg. Atrophin akan memblok efek muskarinik dan beberapa pusat reseptor muskarinik. Pralidoxim (2-PAM) adalah obat spesifik untuk antidotum keracunan organofosfat. Obat tersebut dijual secara komersiil dan tersedia sebagai garam chlorin.