12/12/2010

1

Oleh :

Mia Mardiah 25309310

Tomi Rustamiaji 25309316

Latar Belakang

PencemaranKerusakan Lingkungan

Kerugian Manusia

12/12/2010

2

Perkembangan Perundangan

1970‐an

• Pendirian EPA

• FIFRA

1990‐an

• Peraturan EPA

• Clean Water 

2000‐an

• International Awareness

• Global 

• TSCA Act Cooperation

Perkembangan Pengujian

Full Life CycleEarly Life Stage & Partial Life 

Cycle

Short Term Chronic

12/12/2010

3

Short Term Chronic Test

7‐d Static‐Renewal (Pimephales Promelas)7‐d Static‐Renewal  (Pimephales Promelas)

• Keberlangsungan hidup larva

• Uji pertumbuhan

7‐d Static‐Renewal (Pimephales Promelas)7 d Static Renewal  (Pimephales Promelas)

• Keberlangsungan hidup larva (embrio)

• Uji teratogenesitas 

Short Term Chronic Test

7 d Static Renewal (Ceriodaphnia dubia)7‐d Static‐Renewal  (Ceriodaphnia dubia)

• Uji keberlangsungan hidup

• Uji reproduksi

d ( l )4‐d Static  (Selenastrum carpricornutum)

• Uji perkembangan

12/12/2010

4

Pro dan Kontra dalam Pengujian

Definisi “Kronik”Definisi  Kronik

Durasi

Sensitivitas

Kriteria Umum Air Uji

Cukup tersedia

Cocok dengan organisme uji

Homogen / IdentikHomogen / Identik

Pengaruhnya minim

12/12/2010

5

Kecocokan Air Uji

Aklimatisasi

Survival

Pertumbuhan

BerkembangSurvival Berkembang‐biak

Rekomendasi Komposisi Air Uji (U.S. EPA, 1991b)

Jenis Air NaHCO3 CaSO4 MgSO4.2H2O KCl pH Kekerasan Alkalinitas

Sangat lembut 12 7.5 7.5 0.5 6.4‐6.9 10‐13 10‐13

Lembut 48 30 30 2.0 7.2‐7.6 40‐48 30‐35

Keras 192 120 120 8.0 7.6‐8.0 160‐180 110‐120

Sangat Keras 384 240 240 16.0 8.0‐8.4 280‐320 225‐245

• Konsentrasi : mg / L• Untuk Kekerasan dan Alkalinitas, konsentrasi : mg/L dalam CaCO3)

12/12/2010

6

Kriteria Spesies Uji

Basis of availability

Commercial / Ecological Importance

Past succesful use

E f h dliEase of handling

Regulatory use

ASTM, 1992a,b

Spesies Uji

Daphnia spDaphnia sp.

Pimephales promelas

Oreochromis niloticus

12/12/2010

7

Daphnia sp.

• Tersebar luas dan meratamerata

• Bagian penting dari rantai makanan

• Berumur pendek dan mudah ditangani

• Sensitif terhadap berbagai chemical

• Ukuran kecil ~ volume uji minimum

Environment Canada 1990; 1992

Daphnia sp.

12/12/2010

8

Pimephales promelas

• Hidup di kolam danau, solokan dan aliran airsolokan, dan aliran air keruh

• Omnivora, tapi hidup baik secara Herbivora

• Rantai makanan tingkat bawahbawah

• Telah digunakan untuk uji sejak 1960

Pimephales promelas

12/12/2010

9

Oreochromis niloticus

• Berasal dari Afrika

• Omnivora• Omnivora

• Pembudidayaan meluas dan mudah

• Ditemukan secara luas di Indonesia

• Bersama dengan mujair,Bersama dengan mujair, merupakan ikan yang paling dikonsumsi di Indonesia

Prosedur Umum

Seleksi Organisme 

Uji

Desain dan Persiapan

EksperimenPengamatan 

dan Pengukuran

Titik akhir dan 

Perhitungan

12/12/2010

10

Panduan Umum Organisme Uji

Populasi berasal dari sumber yang sama

Saat aklimatisasi, tangani dengan tepat dan seperlunya

Rasio berat / volume perlu diperhatikan (0.5‐0.8 gr/L untuk uji statik, 0.5 – 1.0 gr/L/hari untuk uji 

kontinyu)

Perhatikan DO

Panduan Umum Organisme Uji

Berikan pakan dengan rasio makanan /berat badan sesuai dengan panduan uji/berat badan sesuai dengan panduan uji

Untuk uji akut, gunakan organisme muda dengan berat 0.1 – 5 gram

Panjang ikan terbesar < 2 kali panjang ikan terkecilikan terkecil

Kematian sebelum pengujian < 5% populasi

12/12/2010

11

DESAIN DAN PERSIAPAN LARUTAN UJI

• Untuk tes akut (LC 50) atau tes konis (NOEC atau LOEC) paling sedikit terdapat 5 konsentrasi larutan dan 1 larutan p g pkontrol.

• Kontrol merupakan 100% air pelarut.

• Pengenceran yang tepatSeri pengencer an 0,5

(100; 50; 25; 12,5; dan 6,25)

Seri pengencer an 0,6

• Wadah uji: tergantung dari ukran individu dan banyaknya beban (limbah).

Seri pengencer an 0,6

• Menggunakan ikan

1 k t i R1= 10 indv

UJI AKUT

1 konsentrasi

• Menggunakan daphnia• 1 konsentrasi: : @5 indv

atau

R2= 10 indv

R1, R2, R3, R4

• 1 konsentrasi R1= 10 indv

R2= 10 indv

12/12/2010

12

• Fathead minnows1 konsentrasi: R1 R2 R3 R4 : @ 10 indv

UJI KRONIS EFLUEN JANGKA PENDEK

1 konsentrasi: R1, R2, R3, R4 : @ 10 indv• Daphnia1 konsentrasi: R1,R2,R3,...R10 : @ 1 indv

UJI KRONIS FULL LIFE CYCLE

Daphnia1 konsentrasi: R1, R2, R3, R4 : @ 10 indv

KONDISI UJI EKSPERIMEN Durasi uji akut

48 jam : daphnia dan larva cacing merah48 96 jam : ikan dan invertebrata lain48- 96 jam : ikan dan invertebrata lain Durasi uji kronis jangka pendek

7 hari: fathead minnows7- 9 hari: C. Dubia

Durasi uji daur hidup lengkap21- 28 hari: daphnia21 28 hari: daphnia2 hari: rotifera

Durasi uji pada ikan, daur hidup lengkap (12- 30 bulan), daur hidup parsial (12- 15 bulan), ELS kronis (30- 60 bulan)

12/12/2010

13

o Bila memungkinkan bisa dipilih dari seri temperatur: 7, 12, 17, 22, 27, 32 °C.

Temperatur

p , , , , ,o Daphnia dan ikan air hangat (fathead

minnows, blue gills): 20 dan 25 ° C.o Ikan air dingin (rainbow dan brook trout):

12 dan 15 ° C.o Pada akhir pengujian, suhu hanya boleh

meleset ± 1 oC dari suhu yang dipilih meleset ± 1 oC dari suhu yang dipilih. Intensitas cahaya Harus < 500 lux, untuk banyak spesies fotoperiod 16 jam terang dan 8 jam gelap.

• DO tidak boleh turun dibawah 40% untuk spesies air hangat dan dibawah 60% untuk spesies air dingin.

• Apabila pH melebihi rentang 6‐9, dinetralkan menjadi 7.• Selama uji akut, organisme uji tidak makan.• Ketika uji kronis, Daphnia biasa diberi makan alga hijau atau 

makanan campuran dari ragi, trout‐chow‐food, dan sereal rumput. Ikan biasa diberi  makan live brine shrimp karena kelimpahan dan faktor gizinya. 

• Uji akut tidak valid apabila kematian dari organisme ujiUji akut tidak valid apabila kematian dari organisme uji dalam larutan kontrol > 10%. Uji kronis tidak valid bila kematian dari organisme uji dalam larutan kontrol > 20%. 

12/12/2010

14

UJI OBSERVASI DAN PENGUKURAN

• Organisme uji diobservasi setiap hari• Uji akut durasi 48‐96 jam,  kriteria untuk kematian biasanya j j , y

dengan tidak adanya pergerakan dari organisme. • Uji toksisitas kronis mengobservasi reproduksi dari daphnia, 

dan total panjang dari ikan.• Frekuensi pengukuran kualitas air berupa kesadahan, 

alkalinitas, konduktivitas, temperatur, DO, dan konsentrasi material uji tergantung dari jenis pengujian.  Untuk uji statik dan statik renewal kualitas air diukur pada awal dan pakhir pengujian.  Pada uji renewal kronik diukur sekurang‐kurangnya setiap minggu.  

AKHIR PENGUJIAN DAN PERHITUNGAN

• Toksisitas akut: kematian dan imobilisasi (invertebrata).

• Konsentrasi eksposur yang dapat mematikan 50% organisme uji -> LC50.

• Konsentrasi eksposur yang dapat mengimobilisasi 50% organisme uji -> EC50.

• Penghitungan LC50 dapat dilakukan dengan 3 metode: binomial, moving-average, dan probit.

• Pengujian daur hidup penuh (full life cycle) partial Pengujian daur hidup penuh (full life cycle), partial life cycle, dan short term chronic test: untuk mengetahui efek dari substansi uji terhadap viabilitas spesies dalam waktu yang lama.

12/12/2010

15

• Tujuan lain dari uji kronis: mengetahui konsentrasi tertinggi yang menghasilkan no effect atau safe. H il khi l i d i ji k i d l h • Hasil akhir lain dari uji kronis adalah persen konsentrasi penghambatan (ICp) yang dapat dihitung sebagai nilai perkiraan konsentrasi yang dapat menyebabkan derajat spesifik dari efek.

• Pengertian dari ICp yaitu nilai perkiraan dari konsentrasi toksikan yang dapat menyebabkan persen

d l k bl t l d i pengurangan dalam pengukuran subletal dari organisme uji seperti reproduksi, pertumbuhan, dan kesuburan.

UJI TOKSISITAS KRONIS DAUR HIDUP DAPHNIA

• D. magna disimpan dalam empat cawan kristal dengan diameter 100 mm yang mengandung 300 ml larutan uji atau air kontrol dengan 10 indv setiap replikasi (40 indv setiap air kontrol dengan 10 indv setiap replikasi (40 indv setiap konsentrasi). Hewan uji diberi pakan berupa alga hijau Selenstrum capricornutum.

• Kualitas air yang dianalisa yaitu suhu (setiap jam), DO (beberapa hari), konduktivitas (setiap minggu), kesadahan (setiap minggu), dan alkalinitas (setiap minggu).

• Substansi uji diukur setiap 3-7 hari, observasi dari D. magna yang hidup dan yang mati (atau imobilisasi) dilakukan setiap hari Reproduksi D magna dengan menghitung jumlah setiap hari. Reproduksi D. magna dengan menghitung jumlah anak betina yang hidup dan mati.

• Pada hari ke 21, semua generasi pertama yang bertahan difiksasi dalam ethanol untuk menentukan pertumbuhan berupa panjang tubuh.

12/12/2010

16

FAKTOR- FAKTOR YANG MEMPENGARUHI TOKSISITAS

• Faktor yang mempengaruhi: karakteristik dari air, desain eksperimen, dan organisme dari air, desain eksperimen, dan organisme uji.

• Digunakan prosedural standar untuk memperkecil tingkat variabilitas.

• Faktor biotik yang harus diperhatikan meliputi daur hidup, ukuran, umur, penyakit, dan status gizi dari organisme ujidan status gizi dari organisme uji.

• Faktor abiotik yang harus diperhatikan yaitu suhu dan DO yang harus terus dimonitor.

Gambar‐ gambar

Pengujian Air Tawar

12/12/2010

17

Fathead minnows

Ceriodaphnia dubia Daphnia magna

12/12/2010

18

Rotifera

12/12/2010

19

Rainbow fish

Blue gill fish

12/12/2010

20

Brook trout fish

Live brine shrimp

12/12/2010

21

Selenastrum capricornutum

Binomial analysis

12/12/2010

22

Moving average 

Probit analysis

12/12/2010

23

Kertas Probit