UNSUR KIMIA PENTING DI LINGKUNGAN DAN

PENGARUHNYA TERHADAP KESEHATAN

Wiryatun LestarianaBagian Biokimia, Fak. Kedokteran

UGM, Jogjakarta

Blok KMPL, 15 Oktober 2012 (20)1

Pendahuluan• Kimia lingkungan: studi ilmiah terhadap fenomena kimia dan biokimia yang terjadi di alam• Bidang ilmu ini dapat didefinisikan sebagai studi

thd. sumber, reaksi, transport, efek, dan nasib zat kimia di lingkungan: udara, tanah dan air serta efek aktivitas manusia terhadapnya

• Kimia lingkungan: ilmu antar disiplin yang memasukkan ilmu kimia atmosfer, akuatik, dan tanah dan sangat bergantung dengan kimia analitik, ilmu lingkungan, dan bidang ilmu lainnya

2

lanjutan

• Kimia lingkungan mempelajari

- bagaimana cara kerja lingkungan

yang tak terkontaminasi,

- zat kimia apa dan berapa konsentrasi

yang secara alami, dan apa efeknya

• Definisi: bagian dari ilmu kimia yang

mempelajari pengaruh dari bahan

kimia terhadap lingkungan

3

lanjutan

• Bahan kimia yang mempengaruhi lingkungan: pencemaran

• Macam pencemaran:

* udara,

* air,

* tanah

4

PENCEMAR

UdaraFotolisis

Sedimen/Tanah-Fotolisis-Degradasi

Air :Hidrolisis, Fotolisis, degradasi, oksidasi

Mahluk Hidup

5

lanjutan

1. Pencemaran udara

a. Karbon oksida (CO):

- tidak berwarna dan tidak berbau

- bersifat racun krn. dapat berikatan dengan

hemoglobin: CO + Hb HbCO

- kemampuan Hb mengikat CO jauh lebih

besar dari O2, akibatnya darah kurang

berfungsi sebagai pengangkut O2

6

lanjutan

b. Belerang dioksida(SO2)

- berasal dari gunung berapi, industri

dan hasil pembakaran bahan bakar

yang mengandung belerang (S)

- warna coklat, bersifat racun bagi

pernafasan karena dpt. Mengakibatkan

udara menjadi kering

7

lanjutan

c. Oksida nitrogen (NO dan NO2) - berasal pembakaran nitrogen, pembakaran bahan industri dan kendaraan bermortor - dilingkunan yang lembab, oksida nitrogen dapat membentuk asam nitrat yang bersifat korosif

d. Senyawa karbon - berasal dari penggunaann bbrp. senyawa karbon dibidang pertanian, kesehatan dan peternanan misalnya kelompok organoklor: insektisida, fungisida, dan herbisida

8

2. Pencermaran air - menurunnya pH air memperbesar sifat

korosi air pada Fe dan mengakibatkan

terganggunya kehidupan organisme air

- kenaikan suhu air mengakibatkan kelarutan

O2 berkurang

- adanya pembusukan zat-zat organik yang

dapat mengubah warna, bau dan rasa air

padahal air yang sehat tidak berwarna dan

tidak berbau 9

3. Pencernaan tanah - adanya bahan-bahan sintetitik yang

tidak dapat dihancurkan oleh

mikroorganisme seperti plastik

- adanya buangan kimia yang dapat

merusak tanah

10

ALIRAN ERG. DLM EKOSISTEM - PROSES ALAMIAH

ENERGI

KHLOROFIL

ABSORPTION ERG.MATAHARI

H2O

H2O

SINTESIS KARBOHIDRAT

TRANSFER ERG. KE ATP

OKSIGEN

KARBOHIDRAT

(CH2O)

SUMBER ERG BAGI KEHIDUPAN LAIN

C02

11

Kelompok Komponen Efek Tipe Sumber

Bahan organik teroksidasi(BOD)

Anaerobik Berbagai jenis karbohidrat terlarut : pemurnian, pengalengan, destilasi, ekstraksi gula, prosesing susu, pembuatan pulp dan kertas.

Toksikan utama: As,CN, Cr,Cd, Cu, F, Hg, Pb dan Zn

Bioakumulasi, kematian biota Metal cleaning, plating, ekstrak (refine) fosfat dan bauxite, pabrik baterai

Asam dan basa Merusak sistem penyangga alamiah dan ekologi

Drainase pertambangan, steel pickling, tekstil, pabrik kimia, laundries, pembilasan.

Disinfektans: Cl2, H2O2, formalin, fenol Rasa, bau, mematikan mikroorganisme positif

Bleaching kertas dan tekstil, pabrik kimia, pembuatan resin, penicillin, dll

Ionics forms: Fe,Ca, Mg,Mn, Cl, SO4 Mengubah sifat alami air:Hardness, salinitas

Metallugy, semen, keramik, dll.

Agen oksidasi dan reduksi : NH3-, NO2

-,

NO3-, S2-, SO3

2-

Merusak keseimbangan kimia lingkungan, menyerap oksigen, over nutrien

Pupuk, fiber sintetik, prosesing kayu, dll

Patogen Contaminan, infeksi Prosesing wool, bak penampungan limbah, limbah ternak, rumah sakit dll

Kekeruhan dan bau Buih, bahan mengapung: minyak, lemak dll

Limbah detergen, prosesing makanan dan pakan, destilasi minyak, dll

12

Bahan-bahan ataupun zat kimia yang terdapat dalam air ideal

NO JENIS BAHAN KADAR yang dibenarkan

(mg/liter)

1 CO2 Tidak ada

2 H2S Tidak ada

3 NH4 Tidak ada

4 NO3 45

5 Fluor (F) 1 – 1,5

6 Chlor (Cl) 250

7 Arsen (As) 0,05

8 Tembaga (Cu) 1,0

9 Seng (Zn) 5,0

13

Bahan-bahan ataupun zat kimia yang terdapat dalam air ideal

NO JENIS BAHAN KADAR yang dibenarkan (mg/liter)

10 Sulfat (SO4) 250

11 Mangan (Mn) 0,05

12 Besi (Fe) 0,3

13 Pb 0,05

14 Cu 3,0

15 Mg 125

16 Cn 0,01

17 Zat Organik 10

18 Zat yang larut 1000

19 Ph (keasaman) 6,5 – 9,0

20 Kesadahan 5 – 10 derajat jerman14

Cemaran Pb

15

Cemaran Flourida,Yood,

16

Cemaran CN-

17

Cemaran arsenit, merkuri

18

Cemaran: antibiotik tertentu, H2S, CO,CN-

19

20

ATMOSFER: Lapisan gas yg mengelilingi bumi, berguna untuk melindungi kehidupan di bumi & menyelamtkan dari bahaya lingkungan yang ada disebelah luar.

Fungsi atmosfer: 1) mengabsorbsi sebag besar sinar kosmos dr lingk sblh luar & sbgn besar radiasi elektromagnetik dr matahari 2) Meneruskan sinar:- near UV - visible (dpt dilihat) jar tubuh,

21

lanjutan 3) menyaring radiasi sinar UV (<300 nm) yang merusak jaringan tubuh. 4) peran kunci dalam mempertahankan panas bumi (via absorbsi sinar infrared). 5) Komponen utama atm : N2 & O2; Komponen minor : Argon, CO2, & gas-gas lain dalam jumlah sedikit 6) Sumber O2 untuk kehidupan di bumi & CO2

untuk fotosintesis 7) Mensuplai N2 sbg. sumber kehidupan (via bakteri) 8) Pembawa air dr lautan ke daratan sbg bag siklus hidrolitik

22

No. Segmen Lingk. Ketinggian Suhu Spesies kimia (Km) (Celsius) penting -------------------------------------------------------------------------------------------- 1 Troposfer 0 – 11 15 - -56 N2, O2, CO2, H2O

2 Stratosfer 11 – 50 -56 - -2 O3 (ozon)

3 Mesosfer 50 – 85 -2 - 92 (O2)+ ; NO+

4 Termosfer 85 - 500 92 – 1200 (O2)+ ; O+ ; NO+

23

HIDROSFER (meliputi bentuk sumber air di bumi) - Lautan (ocean) - laut - sungai - danau – stream (arus) - reservoir - glasier - gunung es - air tanah - dll.

LITHOSFER (merup kerak bumi & tanah, mgd. campuran sangat kompleks mis mineral, senyawa organik, udara & air tanah (tanah = bag. terpenting dari lithosfer)

BIOSFER (merup. organisme hidup & interaksinya dengan lingkungan)

24

KOMPOSISI ATMOSFER (%) terdiri dari komponen2: * mayor: N2 (78,09) , O2 (20,84), uap H2O (0,1-0,5) * minor : Argon(9,34 x10-1), CO2 (3,25 x 10-2). * trace : Neon (1,82 x 10-3), He (5,24 x 10-4), Metan (2 x 10-4), Kripton (1,14 x 10-4), N2O(2,5 x 10-5), H2 (5 x 10-5), Xenon (8,7 x 10-6), SO2 (2 x 10-8), O3 (ozon sangat sedikit), NO2 (1 x 10-5), Amonia (1 x 10-6), Iodin (1,2 x 10-5).

25

TOKSIKOLOGI Ilmu yang memepelajari racun2 & mekanisme kerjanya (untuk lingkungan makhluk hidup termasuk manusia). Di sini akan dibahas: 1. CO = karbon monoksida 5. PAN = peroksi asetil nitrat 2. NOx = nitrogen oksida 6. Sianida = CN 3. SOx = sulfur oksida 7. Pestisida 4. O3 = ozon 8. Senyawa karsinogenik (penyebab kanker pada hewan/manusia) 9. Keracunan logam berat

26

PESTISIDA: DDT, Karbamat, Karbaril. Organofosfat.

1. terganggu --> Sistem Saraf Pusat rusak --> insekta mati. - DDT stabil dan tinggal lama di lingk

2. Organofosfat & karbamat : Dalam lingkungan dipecah agak cepat yang akhirnya b. DDT: - Organ target sistem syaraf pusat (SSP) - DDT larut dlm lemak --> tertimbun di membr lipid yang menyelubungi sel-sel syaraf --> transmisi syaraf

bereaks dengan O2 + H2O, dlm. beberapa hari mengalami dekomposis dan produknya non-toksis

27

DEKOMPOSISI DALAM ALAM

1. Organofosfat + O2/H2O ----> Fosfat + Alkohol(tak berbahaya)

2. Karbamat + H2O -----> CO2 + Amin + Alkohol(tak berbahaya)

3. DDT larut dalam lemak , di alam sulit didekomposisi --> tertimbun --> bahaya bagi lingkungan.

28

Senyawa Penggunaan Bahayanya------------------------------------------------------------------------------------------- 4. Metil-kloro resin pertukaran ion Biasanya terkontami- metil eter nasi bhn karsinogen

lain (mis: no.5) 5. Bis-kloro- resin pertukaran ion kanker paru metil eter 6. 3,3-dikloro bhn cat industri - benzidin 7. Beta-naftilamin cat industri kanker kand. kencing 8. Benzidin cat industri karet, kanker kand.kencing

plastik, melukis 9. Etilamin kertas & tekstil - 10. Beta-propio- Industri plastik kanker pd manusia lakton 11. Vinil-klorida Plastik kanker hati 12. Etilen diklorida Industri zat pelarut kanker lambung, lien

29