UJI TOKSISITAS/UJI TOKSIKOLOGI

UJI TOKSISITAS AKUT LC-50 DAN KHRONIS TERHADAP
Daphnia carinata KING
Yayat Dhahiyat
Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan,
Program Pascasarjana Magister Ilmu Lingkungan
UNIVERSITAS PADJADJARAN
Pentingnya biomonitoring
 Limbah dan lahan bekas
penembangan urgen dilakukan uji
toksisitas
 Leaking kedalam hidrosfer
 Mengganggu organisme
 Dilakukan pemantauan beberapa
periode
 Pasca Fitoremediasi---aman bagi
organisme?
UJI TOKSISITAS
* LC50 (median lethal concentration),
konsentrtasi yang menyebabkan kematian
sebanyak 50 % dari organisme uji yang dapat
diestimasi dengan grafik dan perhitungan, pada
suatu waktu pengamatan tertentu, misalnya LC
50 48 jam, LC50 96 jam.
* EC50 (median effective concentration),
konsentrasi dari bahan dalam air yang
menyebabkan tidak matinya/immobilisasi/tidak
bergerak 50% dari organisme uji.
* Diperlukan dalam evaluasi pencemaran
perairan, karena uji fisika dan kimia tidak cukup
untuk menilai pengaruh pencemaran terhadap
organisme perairan
Kegunaan Uji Toksisitas
 Menentukan kondisi lingkungan yang
cocok untuk kehidupan organisme
perairan
 Melihat pengaruh faktor lingkungan
terhadap toksisitas limbah
 Menguji toksisitas limbah terhadap
organisme uji
Kegunaan Uji Toksisitas
 Mengetahui kepekaan organisme
perairan terhadap limbah dan zat
pencemar
 Efektivitas metode pengolahan limbah
 Untuk memenuhi baku mutu kualitas
air
 Merupakan persyaratan
effluent/limbah cair
 Izin mermbuang suatu limbah cair
Faktor yang Mempengaruhi Toksisitas
 Variabilitas biologi: organisme uji tidak sama atau
identik akan mempengaruhi kepekaan terhadap zat
yang diujikan. Daphnia merupakan jenis crustacea
yang berkembang biak secara partenogenetik,
menghasilkan neonate > 90 % adalah betina
 Umur atau tingkatan/fase perkembangan:
perbedaan umur dan fase perkembangan dalam daur
hidupnya akan berbeda dalam kepekaannya terhadap
konsentrasi bahan pencemar/toksikan
 Kualitas air: kesadahan (hardness), pH dan suhu air.
Logam berat lebih toksik terhadap ikan pada air lunak
daripada air dengan tingkat kesadahan tinggi.
Toksisitas amonia dan cyanida lebih kuat pada suhu
rendah (3o C) daripada suhu tinggi (13o C).
Jenis Uji Toksisitas
(berdasarkan lama exposure)
 Uji Toksisitas Akut (LC50): waktu
exposure/pendadahan/pemaparan
relatif pendek 48 jam dilakukan untuk
Daphnia, 96 jam untuk ikan,
lethal/mati
 Uji Toksisitas Chronis: waktu relatif
lama, 21 hari (uji reproduksi) untuk
Daphnia, sepanjang daur hidup,atau
1/10 daur hidupnya, uji pertumbuhan
LC50
Lethal Concentration
 LC50: konsentrasi dimana dapat
membunuh 50 % organisme uji pada
waktu tertentu, misalnya 48 jam LC50
biasanya untuk Daphnia atau
organisme yang mempunyai daur
hidup pendek. 96 jam LC50, biasanya
untuk ikan atau makroinvertebrata.
JENIS UJI TOKSISITAS
(berdasarkan larutan uji)
 Static test: larutan dan organisme uji
disimpan dalam wadah uji selama uji
berlangsung, misalnya selama 48
atau 96 jam, tidak diganti
 Renewal test: larutan uji yang sama
komposisinya diganti secara berkala
selama uji dilakukan, pergantian
larutan selama 24 jam sekali
Jenis Uji Toksisitas (lanjutan)
 Flow through test: uji dengan air
yang mengalir, mendekati keadaan di
lapangan; larutan uji diganti terus
menerus selama test berlangsung
Kriteria Organisme Uji
 Tersedia luas melalui kultur
laboratorium, tempat pemijahan atau
pengambilan di lapangan dan tersedia
dalam jumlah yang mencukupi
 Secara genetik dan sejarah
pengkulturannya harus diketahui
dengan jelas
Kriteria Organisme Uji
 Peka terhadap berjenis-jenis bahan
racun/toxicant
 Indigenous species/organisme uji
merupakan jenis asli pada suatu
lokasi
 Mempunyai nilai ekologi dan ekonomi
yang tinggi
Organisme Uji Daphnia spp
 Secara genetik dan sejarah perkulturannya sudah
diketahui denagn jelas, mudah dikultur di
laboratorium
 Ukuran kecil (neonates + 1 mm) hanya memerlukan
wadah percobaan kecil
 Peka terhadap bahan pencemar, telah diujikaan
terhadap lebih dari 500 bahan kimia
 Banyak rujukan yang dapat digunakan, sudah dikenal
secara global
 Tersebar luas di perairan tawar, dan tersedia dalam
jumlah yang banyak
 Mempunyai siklus hidup yang pendek/relatif singkat
 Penting dalam rantai makanan di perairan, sebagai
pakan alami bagi ikan
KULTUR DAPHNIA
 Cara paling sederhana dengan mencampur 5 gram
kotoran kambing/domba, 25 gram tanah (top soil),
dan 1 liter air tanah dalam suatu wadah.
 Tutup dan biarkan selama 2 hari pada suhu kamar
 Kemudian disaring, dengan ukuran saringan 0,15
mm.
 Filtrat dapat digunakan setelah 1 minggu atau lebih,
kemudian diencerkan 6-8 kali dengan air tanah.
 Pakan Daphnia berupa pakan alami dan makanan
buatan
 Pakan alami adalah algae, misalnya Ankistrodesmus,
Selenastrum, Chlamydomonas, dan Chlorella.
 Pakan buatan adalah makanan ikan dan ragi roti.
Jenis Organisme Uji
 Ikan: ikan mas (Cyprinus carpio),
tawes (Puntius javanicus)
 Udang/Crustacea: Udang windu
(Penaeus monodon)
 Diatomae (Skeletonema costartum)
 Kerang (Mytilus edulis)
 Plankton: Zooplankton (Daphnia
carinata) dan Fitoplankton
(Selenastrum capricornatum)
Organisme Uji (berdasarkan
negara)
 USA & Canada: Mysidopsis bahia,
Daphnia magna dan D. pulex
 Inggris:
Udang coklat (Crangon
crangon), D. magna.
 Belanda: Crangon crangon, D. magna
 Australia: Mytilus edulis, Penaeus
monodon, Skeletonema costartum
 Indonesia: Cyprinus carpio, Penaeus
monodon, Daphnia carinata.
Organisme Uji (berdasarkan
habitat)
 Air tawar/fresh water: Ikan mas, kutu
air (Daphnia spp), Anabaena flosaquae, Selenastrum capricornatum
 Air laut/marine/brackish water:
Crangon crangon, Penaeus monodon,
Mysidopsis bahia, Mytilus edulis.
Metode Uji Toksisitas
 OECD (Organization for Economic
Cooperation and Development)
 FAO (Food and Agriculture Organization)
 EPS (Environment Protection
Series/Environment Canada)
 ASTM (American Society for Testing and
Materials)
 US-EPA (US-Environmental Protection
Agency)
 APHA (American Public Health
Association/Standard Method)
Prosedur Uji Toksisitas







Jumlah hewan uji 10 ekor (minimal)
Umur/ukuran:
Daphnia spp: < 24 jam (neonates), 1 mm
Neonate yang digunakan keturunan kedua atau ketiga
Perlakuan: 5 perlakuan, ditambah 1 kontrol
Ulangan: 3 kali
Uji dapat dilakukan pada inkubator, agar suhu dan
photoperiodis dapat diatur. Suhu sekitar 24-26o C,
photoperiodis 12 jam terang/gelap. Agar dapat
mudah dilakukan pada ruangan laboratorium, dengan
suhu kamar, dan photoperiodis 12 jam terang/gelap
Uji Pendahuluan (Critical Range
Test)
 Sebagai dasar untuk menentukan Uji LC50
 Konsentrasi yang digunakan yang menyebabkan
kematian terbesar/seluruh hewan uji dan kematian
terkecil/atau tidak ada yang mati. Dapat digunakann
konsentrasi kecil sampai besar (misalnya 0,01, 0,1, 1,
10 dan100 %) konsentrasi yang digunakan
berdasarkan seri logaritmik untuk uji LC50
 Neonates dimasukkan ke dalam beaker yang telah
berisi larutan uji, secara acak/random
 Dilakukan selama 24 jam dan 48 jam
 Uji LC50, dilakukan dengan konsentrasi seri
geometrik, misalnya 6,25 %, 12,5, 25, 50, 100 %
Seri Logaritmik untuk Menentukan Konsentrasi
Kolom (Jumlah Konsentrasi antara 100 dan 10, atau antara 10 dan 1)**
1
2
3
4
5
6
7
100
32
10
3,2
1,0
100
46
22
10
4,6
2,2
1,0
100
56
32
18
10
5,6
3,2
1,8
1,0
100
63
40
25
16
10
6,3
4,0
2,5
1,6
1,0
100
68
46
32
22
15
10
6,8
4,6
3,2
2,2
1,5
1,0
100
72
52
37
27
19
14
10
7,2
5,2
3,7
2,7
1,9
1,4
1,0
100
75
56
42
32
24
18
13
10
7,5
5,6
4,2
3,2
2,4
1,8
1,3
1,0
Prosedur (lanjutan)
 Uji dilakukan pada beaker glass 250 ml, 10 ekor
dalam 150 ml cairan uji
 Pindahkan neonate dari wadah kultur dengan
menggunakan pipet, satu persatu ke beaker I, II, III,
IV, V dan kontrol. Pemindahan tidak sekaligus dalam
beaker, ini merupakan salah satu cara random/acak
 Diamati setiap 24 jam, kalau ada yang mati diambil,
dicatat pada perlakuan mana
 Uji berakhir setelah 48 jam dengan mencatat semua
organisme yang mati
 Selama uji tidak diberi pakan dan tidak perlu diaerasi.
Aerasi dilakukan sebelum percobaan, sampai jenuh.
GENOTOKSIKOLOGI
 GENOTOKSIKOLOGI: PENGARUH
TOKSIKANT/BAHAN PENCEMAR
TERHADAP SISTEM GEN ORGANISME
UJI
 COMMET ASSAY: PENGGUNAAN IKAN
COMMET UNTUK UJI
GENOTOKSIKOLOGI
 PENGARUH: MUTAGENIK, MUTASI
ANALISIS DATA
 Analisis data yang paling umum dengan PROBIT
ANALYSIS, berbentuk program komputer, antara lain
 1. Duluth-Tox (C.Stepan), Duluth Environmental
Protection Agency’s Environmental Research
Laboratory
 2. ASTM-Probith (C.Stepan), ASTM Committee E-47
 3. SPSS-Probit, SPSS Statistical Program
 4. SAS-Probit, SAS Statistical Program
 5. Micro Probit 3.0, Probit Analysis for the IBM PC &
Compatibles, Copyright 1982, 1986, 1987 by Dr.
Thomas C & Alexandra Sparks
ANALISIS DATA (lanjutan)
 1. Parametric procedure; probit
analysis dan logit method
 2. Non-parametric; Spearman-Karber
Method
 3. Numerical interpolation technique;
graphical interpolation, binomial
distribution
TOXICITY RATING
(APEA & ERDC, 1994)
1. Sangat toksik, 1 ppm
2. Toksik, 1-100 ppm
3. Toksik sedang, 100-1.000 ppm
4. Agak toksik, 1.000-10.000 ppm
5. Hampir tidak toksik, 10.000100.000 ppm
 6.Tidak toksik, 100.000 ppm





Komisi Pestisida,
Departemen Pertanian





Kriteria Toksisitas LC50-96 jam
1. Toksisitas rendah, > 100 mg/L
2. Sedang, 10-100 mg/L
3. Tinggi, 1-10 mg/l
4. Sangat Toksik, < 1 mg/L
PENGARUH TOXICANT
 1. MEKANISME DAN LOKASI TARGET: HATI, GINJAL,
INSANG DLL.
 2. PENGARUH: MUTAGENIK, CARCENOGENIK
 3. PENGGUNAAN: PESTISIDA, HERBISIDA,
FUNGISIDA DLL.
 4. KONDISI FISIK: CAIRAN/PADATAN
 5. POTENSI TOKSISITAS: SANGAT BERACUN,
BERACUN, TIDAK BERACUN
 6. PENGARUH TERHADAP ORGANISME PERAIRAN:
MENCEMARI, MEMATIKAN
 7. SIFAT TOXICANT: BIOAKUMULASI, PERSISTENT
DLL.
Rangkuman
 Penggunaan LC50 dalam uji toksisitas/uji toksikologi telah
sangat berkembang, berbagai organisasi international dan
negara telah menerbitkan metode dan menggunakan hasil
ini untuk menentukan tingkat toksisitas suatu
bahan/toksikan.
 Berbagai organisme mulai hewan tinkat rendah/plankton,
sampai ikan telah banyak digunakan sebagai organisme
uji.
 Analisis data untuk menginterpretasi hasil telah digunakan
mulai dari interpolasi garis, sampai program komputer.
 Telah ada standard/baku mutu yang menentukan tingkat
toksisitas yang dikeluarkan dan diakui secara internasional
 Indonesia dalam hal ini belum menentukan uji LC50 dalam
menentukan B3, tetapi dengan LD50.