KULIAH 2 MONITORING POLUTAN

Sudrajat 2008

MONITORING POLUTAN2.1. Monitoring

- Monitoring polutan diperlukan untuk mengidentifikasi sifat dan kuantitas polutan dari emisi kegiatan, apakah emisisinya telah melewati nilai ambang batas lingkungan yang diperkenankan oleh peraturan sehingga dapat dipergunakan sebagai dasar bagi penentuan kebijakan dibidang LH - Untuk menggambarkan kinerja suatu industri/ kegiatan di dalam pelaksanaan pengelolaan lingkungan hidup dan dilaporkan secara periodik ke instansi yang bertanggung jawab di bidang LH. Sehingga dapat dilakukan upaya peningkatan kualitas lingkungan di suatu unit usaha.

Tujuan tambahan, monitoring al :- Untuk laporan berkala tentang kinerja mesin ( syarat nasional, internasional) - Asesment untuk menentukan teknik terbaik bagi perusahaan/sektor - Asesment adanya dampak lingkungan dari suatu kegiatan ( untuk input model, pemetaan polutan) - Di bawah nota kesepakatan hasil negosiasi ( untuk kuota emisi, perbaikan program kerja pabrik ) - Menentukan parameter pengganti agar praktis dan ekonomis tapi tetap dapat dipertanggung jawabkan - Untuk decission making dalam rangka efisiensi bahan baku dan bahan energi, umur kegiatan dan strategi perusahaan - Penentuan besarnya pajak yang harus dibayar

Pengukuran dan monitoring kadang-kadang digabung dalam suatu istilah, dalam hal ini :

Pengukuran = serangkaian kegiatan untukmendeterminiasi nilai suatu jumlah dan oleh karena itu sifatnya hanya menghasilkan nilai ukuran individual data.

dari sebagian parameter dan juga memberikan gambaran tentang variasi nilai-nilai ukuran yang diperolehnya, seperti nilai rerata standar deviasi, rentang kadar nilai.

Monitoring melibatkan pengukuran suatu nilai

MONITORING POLUTAN2.2. UNSUR PENCEMAR Unsur non Konservatif Yaitu unsur yang dapat diuraikan oleh mikroorganisme berupa zat organik. Unsur Konservatif Yaitu unsur yang tidak dapat diuraikan oleh mikroorganisme, berupa unsur anorganik, mis. Hg, Cd, Cn, Zn, Pb dan lainnya.Unsur ini akan berkurang konsentrasinya apabila terjadi pengenceran. Buangan Thermal ( panas)

Buangan Radioaktif Mikroorganisme

JENIS KONTAMINAN YANG PERLU DIAWASI KARENA DIKONSUMSI DAN DIGUNAKAN SECARA LUAS Kontaminan Organik :

Misalnya Chlorofluorocarbon ( CFC) dari aerosol sebagai pendorong minyak wangi, refrigeran,dll; organoklorin alkena, Phenol terchlorinasi, insektisida organoklorin, insektisida organofosfat, karbamat, herbisida,Petroleum,dll. Kontaminan Anorganik Kontaminan logam berat ( Hg, Cd, Pb, As, Se, Cr, Cu,Gas C02, NO2, S02, Nutrient ( N dan P), Spesies nitrogen,dll.

Ni,dll) Radionukleotida

Polutan dapat dibedakan atas :

1. Polutan yang dapat didegradasi2. Polutan yang sulit didegradasi

Polutan yg dapat didegradasi = dapat terurai relatif cepat oleh proses siklusbiogeokimia secara alamiah

sepanjang zat polutan tidak melampaui beban darisuatu ekosistem. Contohnya adalah limbah cair domestik, limbah yang memerlukan oksigen, nutrien

tumbuhan, senyawa kimia organik sintetik.

Polutan yang dapat didegradasi akan diubah menjadi bentuk zat lain yang tidak atau kurang berbahaya. Polutan biodegradable ada yang lambat urai dan cepat urai. Polutan yang lambat urai antara lain DDT, PCB, Phenol, detergen jenis lama. Polutan biodegradable cepat urai antara lain limbah cair domestik, limbah sisa pembusukan rawa ( nutrient tumbuhan).

2.3. BADAN AIR PENERIMA Dibedakan atas : - Badan air mengalir ( sungai) - Danau - Air Tanah - Pantai ( Muara) - Laut

2.4. CARA PENCEMARAN Pencemaran titik ( Point source) Pencemaran Garis ( Line source) Kombinasi

2.5. MONITORING LINGKUNGANMerupakan salah satu metode untuk menilai suatu dampak pencemaran lingkungan. Dalam kelola lingkunga, monitor lingk. Berguna untuk : 1). Monitoring faktor ( pemantauan terhadap bagian lingkungan yang berbeda, misalnya terhadap kualitas udara, air, tanah, biota, dll) 2). Monitoring sasaran ( pengaruh pencemar pada ekosistem alamiah dan biota yang berhubungan) Kegiatan ini memperhatikan tanggapan lingkungan alamiah terhadap pencemar.

2.5.1. JENIS-JENIS MONITORINGDibedakan atas :

a) monitoring paparan dan

b) monitoring biologis dari efeknya terhadap organisme hidup,termasuk manusia.

1). Memonitor paparan atau besarnya dosis bahan toksis ( kimia, fisika) pada suatu media lingkungan. Contohnya adalah monitoring terhadap proses produksi, emisi ke lingkungan, keberadaan dalam lingkungan, pada permukaan suatu sasaran, di dalam suatu organisme, dll. Risiko kesehatan diprediksi berdasarkan batas paparan lingkungan (Threshold Limit Value/ TLV) dan Time Weighted Average ( TWA) dari suatu paparan.2). Monitoring biologis adalah untuk memonitor populasi yg terpapar oleh bahan polutan ditempat kerja atau di suatu lingkungan hidup.

2.5.1.1.Monitoring Paparan

Contohnya. Penilaian dan pengelolaan kualitas air untuk keperluan rumah tangga dan industri Penilaian dan pengelolaan kualitas air untuk keperluan Pemakaian bahan baku air minum Penilaian dan pengelolaan kualitas air untuk keperluan Pemakaian bahan baku air irigasi Dalam metoda ini terdapat sejumlah parameter terbatas sebagai parameter kunci.

Misal : Kadar Garam, coliform, kepekatan nitratdan logam, organisme tertentu.

Keuntungan teknik fisika-kimia dan mikrobiologi di atas:Penilaian cepat dapat dibuat Sifat kuantitatif penilaian ini memungkinkan perbandingan dengan susunan baku mutu dan suatu evaluasi yg cepat dari kadar pencemaran dalam suatu daerah Evaluasi sifat biofisikokimia biasanya menampakkan sifat pencemar Penyebaran pencemar dapat dikaitkan dengan pengukuran kontrol yang diperkenankan KELEMAHAN teknik fisika-kimia dan mikrobiologi di atas: Terdapat kekurangan data mengenai tanggapan organisme terhadap faktor lingkungan di suatu daerah Data yang tersedia dikaitkan dengan waktu kontak terbatas hanya dalam waktu yg singkat. Data dikaitkan dengan lama paparan masih jarang Data yg menggambarkan efek subletal suatu zat pencemar terhadap suatu jenis organisme masih sangat terbatas (mis.efek polutan thdp perkembangan, dll) Informasi tentang bentuk kimia zat toksis (khususnya logam) yang ada masih terbatas.

2.5.2.1.Monitoring biologis

Monitoring biologis adalah untuk memonitor populasi yg terpapar oleh bahan polutan ditempat kerja atau di suatu lingkungan hidup.Kegiatan ini memperhatikan tanggapan sistem biologis terhadap pencemar. Aspek ini merupakan prioritas utama di dalam monitoring, karena merupakan sektor lingkungan hidup yang biasanya terkena dampak merugikan. Beberapa contoh uji biologis terhadap polutan Uji hambatan terhadap pertumbuhan ganggang Sifat racun akut terhadap ikan Uji perkembangbiakan Daphnia sp Sifat racun akut terhadap hewan tak bertulang belakang perairan Uji embrio ikan Uji makan burung puyuh

Keuntungan monitoring menggunakan evaluasi biologis.

Merupakan prioritas utama pengelolaan lingkungan hidup Menggambarkan respon nyata terhadap zat pencemar Dalam kasus tertentu, merupakan indikator peka terjadinya pencemaran lingkungan Kerugian monitoring menggunakan evaluasi biologis.

Mahal dan memakan waktu Terdapat kekurangan kriteria kuantitatif Adanya variabilitas respon organisme terhadap kehadiran zat polutan yg dapat dipengaruhi oleh iklim, kedalaman air, jenis tanah, kualitas udara, waktu, dll Kurangnya pengetahuan taksonomis thdp organisme yang dijumpai dan terlibat dalam respon thdp polutan Tidak mencirikan sifat zat yang menyebabkan terjadinya pencemaran Penggunaannya terbatas untuk kasus-kasus tertentu yg telah divalidasi

Uji utk mengukur bahan kimia atau metabolitnya dl media biologi dikenal 2 cara yaitu :1. Uji selektif

Utk menguji bhn kimia yg tdk mengalami bio transformasi spt bahan kima in organik Untuk bhn kimia organik, biasanya capat dimetabolisir & lebih mudah larut dl air, shg mudah dikeluarkan melalui urine atau empedu. Keuntungan sampel urine adl mudah dikumpulkan setiap saat, biasanya akhir kerja shift dan metabolit dl urine kurang dipengaruhi oleh paparan eksternal.

2. Uji non selektif Utk indikator non spesifik dr paparan bhn kimia, sbg contoh :

a. b.

c.

Penentuan metabolit diazo positif di dl urine. Uji ini utk monitoring paparan aromatik amine. Analisis thio ether dl urine. Utk monitoringbhnkarsiogenic dan antigenic yg bersifat elektrofilik di tempat kerja. Rokok adl faktor konfounding adanya thio ether dl urine Penentuan aktifitas mutagenik di dl urine. Peningkatan aktifitas mutagenik di dl urine. Peningkatan aktifitas mutagenik dl urine tdp pekerja pabrik karet, pabrik baja, dan ahli anastesi serta perawat yg mengelola obat sitostatik. Pada peroko juga tdp peningkatan aktifitas mutagenik

2.5.2.2.a.Monitoring biologis dari residu paparan

Metode ini dilakukan dengan cara memantau suatu bahan yg mengadakan penetrasi ke dalam tubuh suatu organisme secara sistemik yang membahayakan. Sangat berguna untuk mengevaluasi risiko kesehatan. Dilaksanakan dengan memantau dosis internal dari bahan kimia ( dosis efektif yang diserap oleh organisme).

Sebagian besar uji monitoring biologi dari paparan kimia dalam industri adalah mengukur bahan kimia atau hasil metabolitnya yang berada dalam media biologi. Dalam prakteknya, sampel biologis yang biasa dipakai adalah urine, darah dan udara pernapasan. Beberapa sampel tambahan dapat dipergunakan antara lain ASI, Lemak, Saliva, rambut.

2.5.2.2.b.Monitoring biologis dari efek ( Health Surveilance)

Metode ini bertujuan untuk : a). memprediksi efek dosis internal dalam tubuh hubungannya dengan risiko kesehatan, b). mengevaluasi status kesehatan individu yang terpapar dan c). mengidentifikasi tanda efek negatif akibat suatu paparan, misalnya fungsi paru

PETANDA BIOLOGI ( BIOMARKER)Petanda biologik ( biomarker) dari suatu paparan terhadap risiko kesehatan Petanda biologik ( biomarker) untuk menilai kualitas lingkungan :

Petanda biologik ( biomarker) dari suatu paparan terhadap risiko kesehatan dapat dipergunakan dengan beberapa metode antara lain : - Teknik ekstraksi dari sedimen. Teknik ini dipergunakan untuk sedimen yang berasal dari sungai untuk mengetahui tingkat genotoxicity bahan polutan. - Pemakaian GCMS dan Bioassay ( misalkan untuk analisis Poly Aromatic Hidrocarbon ( PAH) dan Dioxin. - Teknik analisis nuklir untuk menganalisis Trace metal dengan cara neutron activation analysis. - Teknik Immuno-histokimia, dipergunakan untuk mengidentifikasi bahan karsinogen, khususnya terhadap liver.

Petanda biologik ( biomarker) untuk menilai kualitas lingkungan :- Analisis bakteriologi ( pada tanah dan air) - Analisis reduksi cacing tanah - Analisis pertumbuhan dari akar tanaman - Bioassay serangga - Bioassay Daphnia - Bioassay Ikan

2.5.2.3. BIOMONITORING LOGAMDilakukan dengan pemeriksaan suatu media untuk menentukan bahan logam. Media yang dipakai adalah darah, urin, jaringan tubuh, ikan, binatang invertebrata dan tanaman perairan.

Biomonitoring Logam

Media yg dipakai antara lain : darah/urine, jaringan tubuh, ikan, binatang invertebrata, dan tanaman perairan 1. Logam yg dpt ditemukan pd drah/urine, al :2.- Cadmium (Cd) - Zat besi (Fe) - Mangan (Mn) - Tembaga (Cu) - Merkuri (Hg) - Zinc (Zn) Logam berat di atmosfer ditemukan pd jaringan burung, al : - Pb, Cd, Arsen, Hg.

Logam berat tsb berasal dr pabrik pengeklasan logam dan scr tdk langsung burung memakan serangga yg terkontaminir oleh logam berat. Tempat akumulasi logam berat di dl tubuh burung terletak pd jaringan dan bulu burung.

Cu, Pb, Zn. Logam tsb akan meningkat kadarnya apbl ada peningkatan (BOD) di perairan. 4. Logam berat di perairan yg ditemukan pd binatang inevrtebrata, al (Cr, Cu, Pb, Cd, Cobalt/Co, Ni). Adanya logam berat tsb pd tubuh invertebrata mrp indikator tercemarnya lingkungan. 5.Tanaman perairan & tn darat dpt dipakai sbg biondikator dr ling yg terkontaminasi oleh logam berat. Pabrik pengecoran besi yg mengeluarkan bhn pencemaran udar logam berat dpt dideteksi pd tn dg analisisNeutron Activation Analysis Pinus dpt dipakai sbg bionindikator utk logam brt Pb, Cd, Zn, As.

3.Logam berat diperairan yg ditemukan pd ikan, al : Cr,

Vegetasi perairan spt phytoplankton dpt dipakai sbg biondikator untuk logam berat Cu, Cd, dan Zn.

Efek logam berat thd komunitas mikrobiologi dr ekosistem perairan, al berkurangnya jumlah populasi bakteri dan meningkatnya toleransi thd tembaga. Indikator adanya logam berat Cd di dl perairan, ditunjukkan adanya : a. Diversitas komunitas protozoa b. Densitas populasi protozoa c. Bio mass protozoa

2.5.2.4. BIOMONITORING ZAT ORGANIK

Akumulasi zat organik pada beberapa jenis mamalia dapat dipergunakan sebagai bioindikator pencemaran lingkungan dengan beberapa indikator antara lain : Perubahan non protein sulfhidril pada sel liver tikus untuk menguji paparan pestisida Peningkatan bilirubin pada tikus untuk indikator paparan TNT dijumpainya PCB, Dioxin dan furan pada manusia Adanya dioksin, furan, PCB, DDE, Lindane pada telur burung , Dll

Biomonitoring Zat Organik

Akumulasi zat organik pd bbrp sp mamalia mrp bioindikator yg potensial utk mendeteksi pencemaran lingkungan,al :

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Perubahan non protein slfhidril pd sel liver dr tikus sbg indikator terpapar oleh pestisida Meningkatnya bilirium pd tikus, menunjukkan adanya paparan oleh Tri Nitro Toluen (TNT) Terdpt hub antara pencemar lingk dg Poly Chorinated Bifhenyl (PCB), dioxin dan furan pada manusia Terdapatnya dioxin, furan, PCB, DDE dan Lindane pd telur burung sbg indikator tercemarnya lingkungan oleh zat organik Terakumulasi PCB, pestisida & bhn anthropogenik pd tubuh ikan sbg indikator tercenarnya ekosistem perairan. Meningkatnya aktifitas Mixed Function Oxidase (MFO) pd ikan di sungai yg tercemar oleh bhn organik, PAH, Dioxin dan PCB

2.5.2.5.BIOMONITORING LIMBAH CAIR

Dengan menggunakan studi toksisitas untuk menilai buangan limbah cair antara lain : pemakaian Ikan, Invertebrata ( Uji larva biota air), Algae ( Uji inhibisi pertumbuhan algae) dan bakteri.

2.5.2.6.BIOMONITORING PENCEMAR UDARA

Daun pinus jarum dapat dipakai sebagai indikator pencemaran udara oleh alifatik hidrokarbon dengan menggunakan analisis Gas Chromatography. Lichen palmalia sulcata dapat dipakai sebagai indikator pencemaran udara.

2.5.2.7. BIOMONITORING KESEHATAN MANUSIAA. EFEK REPRODUKSIAzoospermia; Berat bayi baru lahir ; Aborsi spontan setelah 8-28 minggu kehamilan ; Anomali kromosom ; Cacat lahir ; Cacat neural tube

B. Insidensi kankerSemua organ Perut Colon Paru dan bronchus Kantung kemih Ginjal Lymphoma Leukemia

C. MORTALITAS

Biomonitoring paparan genotoksid oleh senyawa PAH terhadap karyawan industri dapat dilakukan dengan analisis DNA adducts dalam sel limfosit darah perifer.Pemeriksaan ASI dan darah dapat digunakan untuk biomonitoring Pb dan Cd.

Biomonitoring paparan oleh Toluena dapat dideteksi dengan adanya orto-toluidin pada urine.

Dampak cemaran dari lokasi penimbunan limbah terhadap kesehatan manusia sbb: a). Symptoms ( ruam-ruam, iritasi mata ; paralysis, tremor, dll) c). Penyakit / Disorder : - Tampak ( gangguan abnormal reproduktif, gangguan pertumbuhan dan perkembangan, gangguan psikologi, cancer, mortalitas, autoimmun, penyakit arteri koroner) - Tidak tampak ( abnormalitas biokimiawi antara lain cholinesterasi, protoporphyrin erythrocyt, tes fungsi hati); abnormalitas immunologi ( tes limfosit); abnormalitas kromosom; abnormalitas konduksi syaraf dan tes abnormalitas lainnya ( fungsi pulmonalis).

2.5.2.8. BIOMONITORING DI EKOSISTEM PERAIRAN

Plankton

Merupakan kelompok heterogen dari jasad renik mikroskopis, hidup di dalam air dan sangat tergantung kepada gerakan air ( arus). Dibedakan atas : - Primary producer - Konsumer Tingkat I , Biasanya menggunakan Indeks saprobik.

Benthos

Merupakan organisme dasar perairan, biasanya hidup di lumpur. Misalnya cacing untuk lumpur dan moluska untuk media pasir. Biasanya menggunakan Indeks Shannon dan Wiener ( Plankton dan Benthos).

2.5.2.9. EVALUASI EFEK SUBLETAL ZAT PENCEMAR

Beberapa tolok ukur toksisitas sublethal suatu bahan pencemar dapat dibedakan atas aspek pengaruh-pengaruhnya yaitu : a. Pergerakan, b. Pertumbuhan, c. Reproduksi; d. Teratogenik; e. Mutagenik; f. Carcinogenik; g. Toksisitas Ganda.

Tolok ukur efek sublethal yang umum digunakan untuk mengkaji efek suatu bahan pencemar terhadap ikan dapat dibedakan menjadi 3 katagori, yaitu : 1.Mempelajari perubahan sifat-sifat biologik yang terpenting seperti : pola serta kecepatan pertumbuhan, cara makan, pemasakan/kedewasaan, kemampuan fertilisasi serta perkembangan telur, kelangsungan hidup anak dan lain sebagainya; 2.Mempelajari gangguan-gangguan fungsi ( studi pathofisiologik) dengan metode fisiologik dan biokimia( pada umumnya adalah secara hematologik,pengukuran derajat metabolik,studi mengenai aktivitas immunobiologik dan enzimatik atau pengamatan - pengamatan mengenai kelakuan); 3.Mempelajari perubahan-perubahan pathomorphologik yang meliputi semua perubahan yang menyangkut morfologi ikan dari bentuk-bentuk eksternal sampai kerusakan histologik dan sitologik ( Mitrovic,1972).

2.6. BAKU MUTU AIR

Baku mutu air adalah batas atau kadar makhluk hidup, zat, energi, atau komponen lain yang ada atau harus ada dan atau unsur pencemaran yang ditenggang adanya dalam air pada sumber air tertentu sesuai dengan peruntukannya. Penggolongan air menurut peruntukannya dibagi atas : Golongan I : Air yang dapat dipergunakan sebagai air minum secara langsung tanpa pengolahan terlebih dulu. Golongan II. Air yang dapat digunakan sebagai air baku air minum. Golongan III. Air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan dan peternakan. Golongan IV. Air yg dapat digunakan untuk keperluan pertanian, dan dapat dimanfaatkan untuk usaha pertokoan, industri, pembangkit listrik tenaga air.

Baku Mutu Air ( Stream Standard)

2.7.Baku Mutu Limbah Cair ( Effluent Standard)jumlah unsur pencemar yang ditenggang adanya dalam limbah cair untuk dibuang dari suatu jenis kegiatan tertentu. Pembuangan limbah cair keBaku mutu limbah cair adalah batas kadar dan

dalam air dilakukan dengan ijin yang diberikan oleh Gubernur kepala Daerah Tingkat I. Untuk di Propinsi Kalimantan Timur Baku Mutu Limbah cair Bagi Kegiatan Industri dan usaha lainnya ditetapkan oleh TUSGUB Propinsi Kaltim No. 26 Tahun 2002.

2.8. Nilai Ambang Batas (NAB) Nilai Ambang Batas (NAB) atau Threshold Limit Value (TLV) adalah kadar dimana pekerja yang terpapar racun masih sanggup menghadapinya dengan tidak menunjukkan penyakit atau tidak menyebabkan gangguan kelainan dalam pekerjaan mereka sehariharinya untuk waktu 8 jam sehari dan 40 jam seminggunya. Dengan demikian jelaslah bagi kita bahwa nilai NAB menggambarkan kepada kita tentang kadar zat

dimana manusia masih dapat bereaksi secara fisiologis untuk melakukan aktivitasnya secara normal. Nilai-nilai

NAB ditentukan oleh pemerintah di masing-masing negara, sehingga dapat terjadi adanya nilai NAB yang berlainan di setiap negara terhadap bahan yang sama.

Kadar Tertinggi yang diperkenankan ( KTD) Kadar Tertinggi yang diperkenankan (KTD) atau Maximum Allowable Concentration (MAC) adalah nilai tertinggi dari kadar suatu zat yang pekerja tidak menderita penyakit atau gangguan kesehatan. Dengan demikian KTD menekankan efek akut dari pada efek kumulatif atau menahun. NAB digunakan sebagai jalan kompromi dari kenyataan bahwa di lingkungan kerja tidak mungkin diusahakan tidak adanya bahan-bahan kimia dari hasil suatu kegiatan dibidang industri. Nilai NAB ini merupakan kadar aman sebagai pedoman dan kadar tersebut bukan merupakan batas di antara keadaan sakit dan sehat. NAB merupakan pegangan bagi kegiatan Manajemen Kerja di suatu lingkungan Industri.

Kegunaan dari NAB adalah : a. Sebagai kadar standard di lingkungan kerja untuk ditaati b.Pedoman untuk perencanaan dan rancangan pengendalian peralatan c.Substitusi bahan-bahan yang beracun dengan yang kurang beracun d.Membantu menentukan gangguan-gangguan kesehatan atau penyakit akibat faktor kimiawi. NAB harus dievaluasi dan dikoreksi oleh beberapa faktor seperti perubahan musim, keadaan cuaca dan kemungkinan efek kumulatifnya terhadap kesehatan pekerjanya. Pada daftar NAB terdapat tanda kulit,artinya bahan-bahan tersebut jika kontak dengan kulit akan menyebabkan bahaya melalui absorbsi. Dengan demikian, bahan ini harus dihindari kontaknya dengan kulit. Zat-zat pelarut memiliki pengaruh terhadap besarnya penyerapan.

Cara Menentukan NAB Nilai NAB diperoleh dengan beberapa cara antara lain a. Penelitian di lapangan dengan supervisi medis b. Penelitian di lapangan, tanpa supervisi medis tetapi melalui laporan-laporan angka sakit dan angka kematian c. Melalui uji hayati ke hewan d. Melalui analogi dan similaritas struktur senyawa kimianya e. Percobaan terhadap manusia, jika tingkat keselamatannya cukup dijamin