© 2003Jalius Posted 25 October, 2003
Pengantar Falsafah Sains
(PPS702)
Program Pascasarjana/S3
Institut Pertanian Bogor
Oktober 2003
Dosen :
Prof. Dr. Ir. Rudy C.
Tarumingkeng (Penanggung Jawab)
Prof. Dr. Ir. Zahrial Coto
LIMBAH KIMIA DAN PENGARUHNYA TERHADAP
REPRODUKSI HEWAN
Nrp.P.062030041/PSL
E-mail: Jali_yus@yahoo.com
Ekosistem akuatik yang tercemari oleh limbah kimia yang meliputi
pestisida, herbisida, fungisida, metal seperti mercury, cadmium, zincum, cuprum
dan mangan serta limbah bahan plastik akan mempengaruhi kehidupan dan
reproduksi hewan. Pengaruh terhadap reproduksi meliputi berkurangnya aktivitas
kawin, produksi telur menurun, kerabang telur menipis, daya tetas menurun,
interval beranak panjang, produksi hormon GnRH, FSH, estrogen dan testosteron
menurun.
Kata
Kunci: Limbah logam, plastik dan reproduksi hewan
Senyawa
kimia yang secara nyata dapat mempengaruhi perkembangan janin yang dapat
menimbulkan perubahan bentuk mulai dari kematian embrio sampai menyebabkan
kelainan bentuk (malformasi) dan keterlambatan pertumbuhan. Secara kolektif respon-respon ini
disebut sebagai efek embriotoksik. Hasil penelitian laboratorium terdapat
banyak zat kimia yang dapat ditunjukan sebagai penyebab kelainan bentuk embrio
atau teratogenik pada manusia dan hewan
seperti pemberian talidomida, tiourasil, klorpropamida, kortison, etinil testosteron,
nitrogen mustard, uretan, kolkisin, asam nikotinat, vitamin A, biru tripan,
biru evan, aktinomisin D, fenilmerkuri asetat, plumbum dan talium (Loomis,
1978).
Sebagaimana kita ketahui bahwa untuk peningkatkan
produksi hasil pertanian petani telah menggunakan pupuk pestisida sebagai pupuk
seperti DDT (dichloro diphenyl trychloroethane), urea, posfat dan kalium dan
banyak lagi jenis yang lainnya. Pupuk
DDT merupakan kelompok dari chlorinated hydrocarbonat (CHs) yang mempunyai
sifat polutan. Selanjunya menurut Cox, (1997) bahwa penggunaan peptisida dapat
menyebabkan keracunan bagi organisme.
Pada
aliran sungai, danau, pesisir dan laut yang terkontaminasi atau tercemar oleh
pupuk DDT dapat menyebabkan penurunan aktifitas seksual pada burung (Henny dan Herron,
1989). Penggunaan pupuk urea, pospat dan kalium oleh patani di sawah
kemunghkinan akan mencemari air sungai yang akan mengganggu ekosistem akuatik.
Demikian juga limbah plastik yang sangat sulit diatasi dan merupakan polutan
yang sukar didekomposisikan serta akan berdampak negatif terhadap ekosistem dan
organisme. Oleh karena itu perlu
dilakukan pengkajian tentang pengaruh toksik berbagai zat kimia terhadap
aktifitas reproduksi hewan.
Daftar Tabel 1. Kadar risidu pestisida dalam lingkungan di Bandung.
Catatan : tt = tidak
terdeteksi
Sumber : Soemarwoto, (1980). |
Pencemaran air oleh peptisida akan
mengakibatkan terakumulasinya peptisida pada organisme perairan tersebut
terutama ikan. Menurut Ratcliffe,
(1967) bahwa burung-burung yang hidup ditempat yang tercemar oleh peptisida
dalam waktu yang lama dapat mengakibatkan kulit telurnya menipis. Dari beberapa
species yang terkontaminasi menunjukan bahwa kerabang telur yang menipis pada burung
dapat menurunkan populasi sekitar 18 persen (Lincer, 1975). Pencemaran dan
kontaminasi peptisida DDT pada lingkungan air sungai dapat menyebabkan
berkurangnya perkawinan beberapa species burung (Dirksen et al., 1995). Pada
dosis yang tinggi akan mempengaruhi jaringan tubuh organisme, mengalami gangguan reproduksi dan genetik
dari organisme yang bersangkutan (Smith, 1980). Selain itu juga penggunaan
herbicida yang mengandung dioxin dapat mengakibaktakn berkurangnya aktifitas
reproduksi dan dapat menyebabkan perkembangan abnormalitas pada itik (White dan
Seginak, 1994). Penurunan aktifitas seksual akibat kontaminasi peptisida belum
ada penjelasan yang mendalam, apakah target peptisida berada di kelenjar
hypothalamus, atau di kelenjar hypifisa dan gonad (ovarium dan testis). Oleh
karena itu perlu dikaji lebih mendalam tentang pencemaran peptisida dan
pengaruhnya terhadap aktifitas reproduksi hewan.
Pencemaran
lingkungan kita dengan senyawa kimia lebih dai 1000 macam sintetiknya (Maugh,
1978). Sebagian zat kimia tesebut adalah pestisida yang dipakai pada pertanian
sebagai pupuk, zat tersebut merupakan potensi sebagai polutan pada lingkungan
hidup organisme. Sebagimana penggunaannya dilakukan secara menyemprot yang
potensi sebagai pencemar bagi lingkungan. Kontaminasi senyawa pestisida selama
20 tahun pada lingkungan, sehingga terjadi akumulasi yang mengakibatkan banyak
manusia mengalami penyakit kanker (Higginson dan Muir, 1979). Penggunaan
fungisida dapat mengakibatkan keracunan gen (genotoxicity), dengan kata lain
sintesis DNA akan terhambat (von Aufess, 1989). Lingkungan yang tercemar dengan
pestisida dapat menyebabkan genetic hazards atau perubahan yang terjadi pada
gen-gen pada kromoson lymphocyte (Joksic et al., 1997).
Hasil penelitian di Florida penggunaan
pestisida seperti chlorinsted hydrocarbon
dapat menggangu respon bakteri dalam proses nitrifikasi. Penggunaan
peptisida harus dibatasi kalau tidak akan mepengaruhi siklus nitrogen dan akan
mempengaruhi kehidupan tanaman, hewan dan manusia (Southwick and Charles,
1972).
Menurut Clapham, (1973)
bahwa suplai makanan burung murai yang tercemari oleh peptisida dapat
mempengaruhi langsung terhadap mortalitas dan merusak alat reproduksinya.
Menurut Wilson dan Leigh, 1992 bahwa pestisida
chlorinsted hydrocarbon dan sintetiknya dapat menyebabkan gangguan sistem
reproduksi hewan dan manusia. Dari
beberapa hasil penelitian menunjukan bahwa pestisida tersebut sangat
berpengaruh terhadap produksi estrogen, sedangkan apabila hewan tersebut
mengalami kronik terhadap pestisida dapat menyebabkan berkurangnya jumlah anak
sekelahiran dan panjangnya interval beranak. Selain itu dapat pula menghambat
perkembangan follikel dan ovulasi. Juga menyebabkan perubahan struktur organ
kelamin dan menghambat gonadotropin.
Limbah Metal dan
Pengaruhnya pada Reproduksi Hewan.
Hasil
penelitian Cameron dan Foster, (1963) pemberian cadmium chloride 9-18 mg/kg
berat badan secara subkutan pada kelinci dapat menyebabkan hyperaemia dan
haemorhage selama pemberian 5-12 hari, juga mengakibatkan rusaknya sel-sel
germinal dan sel Leydig. Slanjutnya
menurut Nath et al., (1984) bahwa pemberian selenium dapat mencegah cadmiun
memperkecil kelenjar testis.
Menurut Matsumoto et al., (1965) bahwa di Jepang
terdapat penyakit Muramata yaitu syaraf-syaraf di cerebelum cortex tidak
terintegrasi lagi sebagai akibat mengkonsumsi ikan yang hidup pada perairan
yang tercemar mercuri yang berasal dari limbah industri. Lebih lanjut hasil
penelitiannya menunjukan bahwa pemberian methylmercury dapat membahayakan sistem
syaraf pusat. Selain
itu senyawa mercuri sangat mempengaruhi teratogenik pada manusia.
Menurut Burger dan Gochfeld, (1997) species burung
yang kena pencemaran mercury di dalam telurnya mengandung 1,5 ppm dan pada
bulunya sekitar 5 – 40 ppm dapat menggangu aktifitas reproduksinya. Selain itu
dijelaskan bahwa pada burung tersebut telurnya mempunyai daya tetas yang
rendah, bobot anak dan kemampuan hidup anak
menurun. Kalaupun
hidup akan kelihatan tingkah lakunya tidak normal dan terjadi infertilitas. Pengaruh
mercury pada berbagai species unggas terhadap gangguan reproduksi dapat dilihat
Tabel 2.
Tabel 2. Tingkat Kosentrasi Mercury (ppm) dan pengaruhnya pada burung.
Catatan: ww= wet weight; dw= dry weight Sumber: Burger dan Gochfeld, (1997) |
Menurut
Wilson dan Leigh, 1992 bahwa mercuri dapat menghambat pelepasan GnRH oleh
kelenjar hypothalamus dan menghambat ovulasi, belum diketahui apa yang terjadi
pada kelenjar pituitary, sedangkan pada ovarium terjadi akumulasi mercuri di
corpus luteum. Selanjunya cadmium mencegah sekresi LH dan terjadi estrus secara
konstan, dan sampai sekarang belum diketahui efeknya terhadap kelenjar
hypofisa. Sedangkan pengaruhnya pada ovarium adalah folikel menjadi nekrosis
dan aliran darah ke uterus mengurang. Kekurangan unsur merangsang pelepasan
prolaktin dan unsur selenium dapat mengurangi kesuburan. Kekurangan unsur Cu
menghambat pelepasan GnRH. Mattison and Thomford, 1989 bahwa timah dapat
menyebabkan hypotrophy uterus, penurunan sekresi progesteron, FSH, estrogen dan
menghambat terjadinya implantasi.
Ferm,
V.H., (1972) bahwa senyawa kimia dengan zinc yang berlebih dicampurkan dalam
makanan dapat menyebabkan hydrocephalus pada tikus dan juga akan mempengaruhi
metabolisme dalam perkembangan mesoderm untuk rangka. Senyawa kimia dengan mangan (mg) dapat
mempengaruhi aktifitas ezim pada organel intraseluler, khususnya dalam
mitochondria. Kelebihan
unsur ini dapat mengganggu fungsi
syaraf permanen. Selanjutnya dijelaskan bahwa unsur indium dapat merusak
hati, tulang, otot dan kulit dan menyababkan malformasi. Unsur nikel dapat
menyebabkan kanker dan unsur litium dapat menyebabkan ganguan syaraf, ganguan
pembentukan corpus luteum, menghambat ovulasi dan implantasi.
Limbah
industri plastik merupakan bagian yang terbesar dalam pencemaran lingkungan,
selain itu juga waktu pelapukan plastik sangat lama. Sampah plastik sangat
sukar didekomposisi sehingga sampah ini dapat dibawa oleh angin dan air yang
mengakibatkan pencemaran sungai, danau, dan laut. Dengan demikian akan
mempengaruhi ekosistem hewan akuatik.
Bahan dasar dari plastik
adalah phthalate ester, di(ethylhexyl)phthalate (DEHP) merupakan polutan utama
dunia. Materi ini banyak digunakan oleh industri makanan dan juga dalam bidang
kedokteran seperti botol infus, syring dan lain-lain. Phthalate dapat
menyababkan sel-sel leydig dimana mitochondria dan reticulum endoplasmik
halusnya mengembung, sehingga akan menghambat produksi hormon testosteron
(Altterwill dan Flack, 1992).
Lingkungan yang
tercemari oleh polyclorinedated biphenyl (PCB) yang merupakan bahan campuran
pembuatan plastik, capasitor dan transformer yang juga banyak dibuang dilaut.
PCB secara biologi akan mempengaruhi kehidupan ikan, plankton dan organisme
lain di ekosistem perairan. Seperti DDT, bahan ini juga dapat berupa risidu di dalam jaringan tubuh.
Waktu paruhnya lama bisa terjadi akumulasi pada jaringan, orang yang memakan
ikan yang terkontaminasi dengan PCB akan terjadi akumulasi pada tubuhnya. Pada
burung yang mengandung risidu PCB akan menyababkan tipisnya telur-telur yang
dihasilkannya, dan menurunkan daya tetas (Smith, 1980).
Kesimpulan.
Penggunaan
pupuk pestisida, dan pembuangan limbah kimia seperti mercuri, cadmium, atau sejenis harus dilakukan dengan ekstra
hati-hati, sehingga tidak merusak ekosistem dan berpengaruh terhadap kelangsungan reproduksi organisme
dan akan memusnahkan species secara perlahan tanpa diketahui.
Atterwill, C.K., and J.D. Flack, 1992.
Endocrine Toxicology. Cambridge. University Press.
Burger J, and M. Gochfeld, 1997. Risk, Mercury
levels, and Birds: Relating adverse Laboratory Effects to Field Biomonitoring.
Env. Res. 75, 160-172.
Cameron, E and Foster, C.L., 1963. Observation
on the hystological effects of sub-lethal doses of cadmium chloride in rabbit.
J. Anat.97.189-95.
Clampham, W.B., 1973. Nature
Ecosystem. Macmillan Publishing Co. Inc. New York.
Cox, G.W., 1997. Conservation Biology: Concepts
and Aplications. Second Ed. WCB. Publishers. Dubuque-Toronto.
Dirksen, S.J., T.J. Boudewijn, L.K
Slager, R.G. Mes.M.J.M van Shaick, and P. de Voogt, 1995. Reduced breeding
success of cormorants (Phalacrocorat carbo sinensis) in relation to presistent
organochlorine pollution of aquatic habitats in Netherlands. Env. Pollut.
88.19-32.
Henny, C.I., and G.B. Herron,
1989. DDE, Selenium, Mercury and White
face Ibis reproduction at Carson Lake, Navada. J. Wildl. Manag. 53.1032-45.
Higginson, J., dan Muir, C.S., 1979.
Enviromental carcinogenesis: Misconceptions and limitations to cancer control.
J. Natl. Cancer Inst. 63:1291.
Joksic. G., A. Vidakovie and V.
Spasojevic-Tisma, 1997. Cytogenetic Monitoring of Pesticide Sprays. Env. Res. 75:113-118.
Lincer, J.L., 1975. DDE-induced eggshell thinning in the
American Kestrel. A Comparison of the field situation and Laboratory result. J.
Appl. 12:781-93.
Loomis, T.A., 1978. Essentials of Toxicology. Lea and Febiger.
Matsumoto, H., Koya, G and Takeuchi,
T., 1965. Fetal
minamata disease. J.
Neuropath. Exp. Neurol. 24:263-74.
Mattison, D.R., and Thomford, P.J.,
1989. Mechanisms of action of reproductive toxicant. In. Toxicology of the male
and famale reproductive system, ed P.K. Woking, pp.101-29. New York: Hemisphere
Publishing Corporation.
Maugh, T.H., 1978. Chemicals: How
many are there?. Science. 199:162.
Nath, R., Prasad, R., Palinal, V.K
and Chopra, R.K., 1984. Molecular basis of cadmium toxicity. Prog. Food Nutr.
Sci., 8, 109-64.
Ractcliffe, 1967. Decrease in
eggshell weight in certain Birds of prey. Nature. 215:208-10.
Smith, R. L., 1980. Ecology and
Field Biology. Third Ed. Harper and Row, Publishers, New York.
Soemarwoto, O., 1980. Aspek Ekologi
Penganekaan Pangan. Penerbit Yayasan Pembina Fakultas Pertanian Universitas
Gajah Mada, Yogyakarta.
Southwick and Charles, H., 1972
Ecology and the Quality of Our Environmental. New York: Van Nostrand.
Von Ausfess, G., Beicht, W.,
Borquin, H.D., Hantage, E., Heil, J Muller, M.J., Opfermann, H., Reimer, J.,
Zahn, R.K., and Zimmer, K.H., 1989. Uniter-Suchugen zum Austrag von
Pflauzenschutzmiteln und Nahr-stroffen aus Rebachen des Moseltals. Dtsch. Verb.
Wasserwirtech. Kulturbay Schriftenr.88:1-78.
Wilson, C.A., dan A. J. Leigh, 1992.
Endocrine toxicology of the famale reproductive system. In. Endocrine
toxicology, ed: Christopher, K.A and John D. Flack, Cambridge. University
Press.
Wurster, C.F., 1969. Chlormated
hydrocarbon insectedes and the world ecosystem. Biol. Cons. !:123-29.
White, D.H., and J.T. Seginak, 1994.
Dioxin and Furan linked to reproductive impairment in wood ducks. J. Wildl.
Manag. 58:100-6.