UJI TOKSISITAS
AKUT PESTISIDA PADA IKAN MAS (Cyprinus
carpio)
Ratna Lestyana Dewi*, Andhika Dwi Nugroho,
Eka Apriliyani , dan Nurfauziah
Program Studi
Biologi Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas
Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta
*e-mail
: lestyanaratna@gmail.com
Abstrak
Toksisitas
merupakan suatu sifat relatif yang biasa digunakan untuk membandingkan apakah
zat kimia yang satu lebih toksik dari zat kimia yang lain. Uji
toksisitas akut dilakukan untuk menentukan efek toksik suatu senyawa dalam
waktu singkat setelah pemejanan. Tujuan dari praktikum ini adalah untuk
mengetahui potensi toksisitas akut LC50 dari pestisida golongan organofosfat
pada ikan mas (Cyprinus carpio).
Praktikum ini dilakukan pada Rabu, 2 November 2016 dengan waktu pemaparan 96
jam di Pusat Laboratorium Terpadu UIN Syarif Hidayatullah Jakarta. Hasil yang
diperoleh yaitu terdapat 84% kematian ikan mas pada konsentrasi 0,5 mg/ml dan
100% kematian pada konsentrasi 1 mg/ml, 2 mg/ml, dan 4mg/ml. Berdasarkan hasil
yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa pestisida
klorpirifos tergolong ke dalam organofosfat yang diujikan pada ikan mas (Cyprinus carpio) memiliki tingkat toksisitas LC50 sebesar 3,88 mg/ml. Semakin
tinggi konsentrasi paparan pestisida yang diberikan maka akan semakin tinggi
pula nilai lethal pada hewan uji.
Kata
Kunci : Cyprinus carpio, LC50, Pestisida, Toksisitas
PENDAHULUAN
Toksisitas merupakan suatu sifat
relatif yang biasa digunakan untuk membandingkan apakah zat kimia yang satu
lebih toksik dari zat kimia yang lain. Uji toksisitas akut merupakan uji
toksisitas dengan pemberian suatu senyawa pada hewan uji pada suatu saat. Maksud
uji tersebut adalah untuk menetukan gejala yang timbul sebagai akibat pemberian
suatu senyawa dan untuk menentukan tingkat letalitasnya (Loomis, 2008).
Uji toksisitas akut dilakukan untuk
menentukan efek toksik suatu senyawa dalam waktu singkat setelah pemejanan. Adapun
yang dimaksud dengan LC50 (Median
Lethal Concentration) merupakan konsentrasi yang menyebabkan kematian sebanyak
50% dari organisme uji yang
dapat diestimasi dengan grafik dan perhitungan,pada suatu waktu pengamatan tertentu,
misalnya LC50-48 jam, LC50-96 jam sampai waktu hidup hewan uji
(Loomis, 2008).
Hewan uji yang digunakan pada
penelitian ini adalah ikan mas (Cyprinus
carpio), yang merupakan spesies ikan
air tawar yang termasuk dalam famili Cyprinidae, sub ordo Cyprinoidea, Ordo
Ostariophysi sub kelas Teleostei. Ikan mas sudah lama dibudidayakan dan
terdomestikasi dengan baik serta mudah didapat di masyarakat. Selain itu, ikan
mas mudah terserang penyakit maka digunakan ikan mas sebagai hewan uji
toksisitas (Priyanto, 2009).
Pestisida adalah zat kimia yang digunakan untuk membunuh atau mengendalikan
berbagai hama. Selain hama juga pestisida berfungsi untuk racun binatang,
serangga. Penggunaan pestisida dalam bidang pertanian yang semakin meningkat
telah menimbulkan dampak negatif, sehingga dapat menurunkan kualitas lingkungan
yang diakibatkan oleh kontaminasi pestisida. Adapun akibat dari hal tersebut
adalah timbulnya masalah pencemaran pada perairan misalnya kematian
ikan-ikan di sawah, kolam atau sungai (Djojosumarto, 2008).
Organofosfat merupakan salah satu
senyawa sebagai insektisida yang memiliki efek yang sangat kuat pada sistem
syaraf. Dalam beberapa hal secara fisiologis bukanlah merupakan campuran aktif,
hanya campuran yang berhubungan erat yang diproduksi oleh metabolisme di dalam
hewan atau serangga. Organofosfat merupakan racun kontak yang menurunkan
aktivitas enzim kolinesterase darah dan bekerja sebagai racun saraf (Hayes,
2001).
Klorpirifos
merupakan organofosfat yang bersifat sistemik dan berspektrum luas sebagai
nematosida dan akarisida. Penggunaan klorpirifos memiliki kelemahan seperti
efek toksik (keracunan) terhadap kesehatan manusia yang bukan target utamanya
serta menimbulkan pencemaran lingkungan. Zat ini bersifat sangat toksik pada
hewan non-target meskipun golongan ini mudah terurai di alam bebas maupun dalam
mata rantai makanan (Hayes, 2001).
Uji toksisitas akut mampu
menggambarkan ketoksikan intrinsik dari suatu zat kimia untuk memperkirakan
resiko atau ketoksikan pada spesies target, mengidentifikasikan organ target,
menyediakan informasi tentang desain dan pemilihan tingkat konsentasi untuk
penelitian dalam jangka waktu yang lebih panjang, menyediakan infomasi untuk
keperluan klinis dalam memperkirakan, mendiagnosis dan meresepkan pengobatan
zat kimia yang secara akut beracun (Hayes, 2001).
Tujuan dari praktikum ini adalah untuk
mengetahui potensi toksisitas akut LC50 dari pestisida golongan organofosfat
pada ikan mas (Cyprinus carpio).
METODE
PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Praktikum
ini dilakukan pada Rabu, 2 November 2016 dengan waktu pemaparan 96 jam di Pusat
Laboratorium Terpadu UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
Alat dan Bahan
Alat
yang digunakan pada praktikum ini adalah alat pengukur oksigen terlarut dalam
air (oxygen meter), wadah berupa akuarium yang terbuat dari bahan serat kaca
dalam ukuran yang sesuai untuk jumlah ikan yang diperlukan, dan pakan ikan.
Bahan
yang digunakan pada praktikum ini adalah ikan mas (Cyprinus carpio) berukuran 4-7 cm, akuabidestilata steril, air dan
pestisida merk Dursban EC 200.
Cara Kerja
Pembuatan Larutan Uji
Konsentrasi bahan uji dipersiapkan
dengan cara pengeceran larutan induk. Larutan induk bahan yang memiliki daya
larut rendah dipersiapkan denga cara-cara fisika yang sesuai, bila diperlukan dapat
digunakan pelarut organik, pengemulsi atau dispersen yang berdaya racun rendah
pada ikan. Bila cara tersebut dilakukan, perlu disiapkan kontrol tambahan yang
diberi bahan larut sesuai dengan yang diberikan pada larutan konsentrasi bahan
uji yang tertinggi. Konsentrasi bahan larut, pengemulsi, dan dispersen tersebut
tidak boleh lebih dari 100 g/L.
Pengujian harus dilakukan tanpa ada
penyesuaian pH larutan uji. Bila terjadi perubahan pH pada larutan dalam wadah
pengujian setelah pemasukan bahan uji, maka pengujian perlu diulangi dengan
cara penyesuaian pH pada larutan induk, sedemikian rupa hingga larutan uji
dalam wadah tidak mengalami perubahan pH sekalipun pada konsentrasi yang
tertinggi. Untuk penyesuaian pH dalam larutan induk tersebut sebaiknya digunakan
HCl dan NaOH.
Prosedur Pengujian
a.
Kondisi
Pemaparan
Kondisi pemaparan dilakukan selama
96 jam dengan maksimum jumlah kepadatan ikan 1 g bobot ikan/L larutan untuk
pengujian sistem statis atau semi-statis, sedang untuk sistem air mengalir
kepadatan ikan dapat di lokasi tinggi. Adapun volume larutan uji disarankan
tidak lebih dari 10 liter per wadah pengujian, untuk mengurangi resiko
pencemaran lingkungan di lokasi pengujian dengan suhu 24 – 28oC dan
konstan dengan kisaran tidak lebih dari 2oC. Sementara itu, oksigen
terlarut tidak kurang dari 60% nilai saturasi udara, acrasi dapat dilakukan
sepanjang tidak menyebabkan kehilangan konsentrasi yang signifikan.
b.
Jumlah dan Cara
Pemasukan Ikan
Jumlah ikan yang harus dipaparkan
pada setiap konsentrasi uji dan kontrol biasanya 10 ekor dan minimal 7 ekor.
Hal ini menandakan bahwa dalam pengujian standar jumlah ikan uji ditentukan 18
ekor per konsentrasi, yang dibagi dalam 5 wadah akuarium dengan perbedaan
konsentrasi beserta ditentukan satu wadah sebagai kontrol.
c.
Kondisi Uji dan
Kontrol
Konsentrasi larutan bahan uji
dinyatakan dalam bahan formulasi (b.i) pestisida dengan setiap pengujian
digunakan minimal 5 konsentrasi bahan uji dalam deret geometrik atau
logaritmik, dengan faktor tidak lebih dari 2,2. Adapun larutan kontrol adalah
air tanpa pestisida. Bila pada waktu pembuatan konsentrasi pestisida dipakai
bahan pelarut organik, maka salah satu kontrol harus diberi bahan pelarut yang
sama dan pada kepekatan yang sama dengan pemakaian pelarut pada pembuatan konsentrasi
tertinggi.
d.
Pengujian
Pendahuluan
Sebelum pengujian definitif perlu
dilakukan pengujian pendahuluan untuk mendapatkan kisaran konsentrasi letal
yang tepat. Pengujian pendahuluan sedikitnya dengan 5 ekor ikan per konsentrasi
uji. Deretan konsentrasi uji pendahuluan ini ditentukan dengan interval jarak
yang agak lebar, misalnya 0,001, 0,03, 0,02 dan seterusnya. Hasil pengujian
pendahuluan adalah kisaran konsentrasi letal ambang batas yakni konsentrasi
paling rendah yang mematikan 100% ikan uji pada waktu pemaparan 24 jam, dan
konsentrasi letal ambang bawah yakni konsentrasi tertinggi yang tidak mematikan
ikan pada waktu pemaparan 48 jam.
e.
Pengujian
Definitif
Pengujian definitif dilakukan dengan
menggunakan minimal 5 konsentrasi uji, yang ditentukan antara konsentrasi letal
ambang atas dan ambang bawah.
f.
Cara Pengamatan
Pencatatan kematian ikan secara
kumulatif dilakukan minimal 24, 48, 72, dan 96 jam setelah waktu pemasukan ikan
uji. Ikan dinyatakan mati bila gerkan katup insang sudah tidak tampak sama
sekali, dan bila bagian buhul kaudal disentuh tidak menimbulkan reaksi. Ikan
yang baru saja mati segera diangkat dari wadah uji, agar tidak terjadi
pengotoran larutan uji.
Uji
Batas (Limit Test)
Unit Toksisitas
|
Prakiraan Dampak
|
> 3
|
Mudarat (harmful)
|
0,3 – 1
|
Sedikit mudarat (slighly harmful)
|
< 0,3
|
Tidak mudarat (mudarat harmful)
|
Uji ini
dilakukan dengan menggunakan prosedur pengujian diatas dapat dilakukan uji
batas (limit test) terhadap tingkat konsentrasi pestisida 100 mg/L (bahan
aktif), untuk membuktikan bahwa nilai LC50 bahan uji lebih besar dari
konsentrasi tersebut. Uji batas harus dilakukan dengan menggunakan minimal 7
ekor ikan uji, dengan jumlah ikan yang sama pada kontrol. Menurut teori
binominal nila dalam pengujian suatu bahan digunakan 10 ekor ikan dan
mortalitasnya tercatat 0% muka dari nilai LS50 bahan tersebut, pada tingkat
kepercayaan 99,9% akan lebih besar dari 100 mg/L, dengan menggunakan 7,8 atau 9
ekor ikan.
Analisis
Data
Data mortalitas kumulatif ikan uji
pada tiap waktu pemaparan di plot terhadap konsentrasi pada grafik
logaritma-probabilitas (log-probit) dan selanjutnya dianalisa dengan metode
probit untuk mendapatkan nilai LC50 dan nilai-nilai interval limit kepercayaan
taraf probabilitas 95%.
Kriteria Hasil Uji Toksisitas
Tingkat daya
racun pestisida terhadap ikan ditentukan berdasarkan peringkat sebagai berikut
:
Golongan
|
LC50 jam
(mg/L,b.f)
|
Keterangan
|
A
|
<1
|
Sangat tinggi
(extremely toxic)
|
B
|
1 – 10
|
Tinggi (higly toxic)
|
C
|
10 – 100
|
Rendah (low toxic)
|
D
|
>100
|
Sangat rendah
(very low toxic)
|
Prakiraan pengaruh dosis
aplikasi pestisida ditentukan berdasarkan angka unit toksisitas bagi jenis ikan
uji berdasarkan kriteria dampak adalah sbb:
HASIL DAN
PEMBAHASAN
Berdasarkan pada
hasil percobaan yang telah dilakukan, maka diperoleh data sebagai berikut :
Tabel 1. Hasil
Pengamatan Kematian Ikan Mas (Cyprinus
carpio)
Konsentrasi Pestisida Merk Dursban
(mg/ml)
|
Jumlah Individu
|
Individu yang mati ( per 30 menit, 24
jam, dan 48 jam)
|
Total Individu mati
|
|||||||||
30' (pertama)
|
30' (kedua)
|
30' (ketiga)
|
30' (keempat)
|
30' (kelima)
|
30' (keenam)
|
30' (ketujuh)
|
30' (kedelapan)
|
24 jam
|
48 jam
|
|||
0
|
19
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0,5
|
19
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
12
|
4
|
16
|
1
|
19
|
0
|
1
|
3
|
0
|
2
|
3
|
3
|
0
|
7
|
0
|
19
|
2
|
19
|
0
|
12
|
6
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
19
|
4
|
19
|
5
|
14
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
19
|
Berdasarkan pada tabel 1. mengenai
hasil pengamatan total kematian ikan mas (Cyprinus carpio) dapat dianalisis
bahwa dari lima perlakuan yang diujikan dengan perbedaan masing-masing
konsentrasi menunjukkan hasil pada konsentrasi pestisida 1 mg/ml, 2 mg/ml dan 4
mg/ml mampu mematikan seluruh populasi ikan uji selama 24 jam. Sementara pada
konsentrasi pestisida 0,5 mg/ml mampu mematikan keseluruhan hewan uji selama 48
jam dan pada perlakuan kontrol tidak terdapat kematian ikan. Kemudian,
berdasarkan pada hasil yang didapatkan tersebut dapat mengindikasikan bahwa
semakin besar konsentrasi yang diberikan maka nilai mortalitasnya juga akan
tinggi (Donatus, 2001).
Adapun pada praktikum ini digunakan pestisida merk
Dursban 200 EC dengan kandungan
klorpirifos. Klorpirifos merupakan insektisida non-sistemik,
diperkenalkan tahun 1965, serta bekerja sebagai racun kontak, racun
lambung,
dan inhalasi. Bahan yang digunakan ini termasuk ke dalam pestisida golongan
organofosfat. Senyawa organofospat merupakan penghambat yang kuat dari enzim cholinesterase pada syaraf. Asetyl cholin berakumulasi pada persimpangan-persimpangan syaraf (neural jungstion) yang disebabkan oleh aktivitas cholinesterase dan menghalangi penyampaian rangsangan syaraf
kelenjar dan otot-otot. Golongan ini sangat toksik untuk hewan (Djojosumarto,
2008).
Bahan tersebut digunakan untuk gas
syaraf sesuai dengan tujuannya sebagai insektisida. Pada awal sintesisinya
diproduksi senyawa Tetraethyl Pyrophosphate (TEPP), parathion dan schordan yang sangat efektif sebagai insektisida tetapi juga toksik
terhadap mamalia. Organofosfat adalah insektisida yang paling toksik diantara
jenis pestisida lainnya dan sering menyebabkan keracunan. Meskipun terkena
hanya dalam jumlah sedikit saja dapat menyebabkan kematian. Organofosfat
menghambat aksi pseudokholinesterase dalam plasma dan kholinesterase dalam sel
darah merah. Organofosfat dapat terurai di lingkungan dalam waktu ± 2 minggu
(Djojosumarto, 2008).
Ketika pestisida organofosfat memasuki tubuh manusia
atau hewan, pestisida menempel pada enzim kholinesterase. Karena kholinesterase
tidak dapat memecahkan asetilkholin, impuls syaraf mengalir terus (konstan)
menyebabkan suatu twiching yang
cepat dari otot-otot dan akhirnya mengarah kepada kelumpuhan. Pada saat
otot-otot pada sistem pernafasan tidak berfungsi terjadilah kematian
(Djojosumarto, 2008).
Pestisida golongan organofosfat di dalam
tubuh akan menghambat aktivitas enzim asetilkholinesterase, sehingga terjadi
akumulasi substrat (asetilkholin) pada sel efektor. Keadaan tersebut diatas
akan menyebabkan gangguan sistem syaraf yang berupa aktifitas kolinergik secara
terus menerus akibat asetilkholin yang tidak dihidrolisis. Gangguan ini
selanjutnya akan dikenal sebagai tanda-tanda atau gejala keracunan yang
selanjutnya akan menyebabkan toksik bagi organisme hidup (Djojosumarto, 2008).
Tabel 2. Perhitungan
LC50 dengan Analisa Probit
Konsentrasi (mg/ml)
|
Log dosis
|
Jumlah individu
|
Jumlah Kematian Ikan
|
% Kematian Ikan
|
Koreksi Kematian Ikan
|
Nilai Probit
|
0
|
0
|
19
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0,5
|
-0,30103
|
19
|
16
|
84
|
84
|
5,99
|
1
|
0
|
19
|
19
|
100
|
100
|
0
|
2
|
0,30103
|
19
|
19
|
100
|
100
|
0
|
4
|
0,60206
|
19
|
19
|
100
|
100
|
0
|
Berdasarkan pada
tabel 2. ini menunjukkan penentuan nilai probit dari hasil perhitungan analisa
probit. Analisa probit adalah suatu analisa yang sering digunakan di dalam
toksikologi untuk menentukan toksisitas relatif dari suatu bahan kimia yang
diujikan untuk organisme hidup. Analisa probit digunakan untuk mengetahui
respon subyek yang diteliti oleh adanya stimuli dalam hal ini pestisida
dengan mengetahui respon berupa mortalitas (Negara, 2003).
Tabel analisa
probit ini dapat dihitung dari % kematian pada ikan mas (Cyprinus carpio) di masing-masing konsentrasi. Adapun hasil yang
diperoleh berdasarkan pada tabel 2. tersebut yaitu pada konsentrasi 0,5 mg/ml
menyebabkan kematian pada hewan uji sebesar 84%, dan pada konsentrasi 1 mg/ml,
2 mg/ml, dan 4 mg/ml menyebabkan kematian pada hewan uji sebesar 100%.
Kematian dari
koreksi % kematian dapat menghasilkan nilai besarnya nilai probit. Pada koreksi
% kematian 84%, 100%, 100%, dan 100% secara berurutan memiliki koreksi persen
kematian sebesar 84%, 100%, 100%, dan 100%. Selanjutnya, dengan membuat grafik
regresi linier dengan sumbu x = log10 dan sumbu y = nilai probit.
Sehingga didapatkan grafik sebagai berikut:
Gambar 1. Grafik Persamaan Regresi
Kurva Regresi (y = -5,3572x + 1,8431)
Pada grafik dapat diperoleh rumus :
Y = --5,3572x + 1,8431
Dengan Y = nilai
probit
X = log10 dosis
Untuk LC50 berarti kematian 50% maka nilai probitnya
adalah 5
Maka Y = -5,3572x + 1,8431
5 – 1,8431 = -5,3572x
X =
0,589282
Maka konsentrasi LC50 adalah antilog X =
antilog 0.589282 = 3,88 mg/ml
Berdasarkan pada
grafik 1 mengenai regresi linear, telah diperoleh rumus y = -5,3572x + 1,8431, sehingga berdasarkan pada hasil tersebut diperoleh
nilai LC50 (kematian 50%) sebesar 3,88 mg/ml. Nilai LC50 ini
jika dilihat berdasarkan tingkat daya racun akut pestisida terhadap ikan, maka
pestisida ini tergolong ke dalam golongan B dengan arti highly toxic. Kemudian, menurut Lu (1991) jika ditinjau berdasarkan
kriteria dampaknya maka tergolong ke dalam prakiraan dampak mudarat (harmful)
karena unit toksisitasnya memiliki nilai >3 mg/ml.
KESIMPULAN
Pestisida
klorpirifos tergolong ke dalam organofosfat yang diujikan pada ikan mas (Cyprinus carpio) memiliki tingkat toksisitas LC50 sebesar 3,88 mg/ml. Semakin
tinggi konsentrasi paparan pestisida yang diberikan maka akan semakin tinggi
pula nilai lethal pada hewan uji.
DAFTAR PUSTAKA
Djojosumarto, P., 2008, Pestisida dan Aplikasinya, 109,
Agro Media Pustaka, Jakarta
Donatus,
I. A., 2001, Toksikologi Dasar, 1,
200, 201, Laboratorium Farmakologi dan Toksikologi Jurusan Kimia Farmasi
Fakultas Farmasi UGM, Yogyakarta
Hayes,
A, W., 2001, Principles and Methods of
Toxicology, Ed 4, Taylor & Francis, United States of America
Loomis,
T. A., 2008, Toksikologi Dasar,
diterjemahkan oleh: Imono Argo Donatus, Edisi III, 20-23, 83-86, 206-208,
228-232, IKIP Semarang-Press, Semarang
Lu, F. C., 1991. Toksikologi Dasar Asas,
Organ Sasaran dan Penilaian Resiko, diterjemahkan oleh Nugroho,E., Edisi Kedua.
UI Press. Jakarta
Negara, Abdi. 2003. Penggunaan Analisis
Probit Untuk Pendugaan Tingkat Kepekaan Spodoptera exigua Terhadap Deltametrin
Di Daerah Istimewa Jogjakarta. Sulawesi Tengah : Balai Pengkajian Teknologi
Pertanian.
Priyanto, 2009, Toksikologi : Mekanisme, Terapi Antidotum,
dan Penilaian Resiko, 99,
Lembaga Studi Dan Konsultasi Farmakologi Indonesia, Jawa Barat
Tidak ada komentar:
Posting Komentar