Toksikologi Lingkungan : Sejarah, Sumber, Jenis, dan Dampaknya 

A.    Pengertian Toksikologi.

Toksikologi adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari efek merugikan dari bahan kimia terhadap organisme hidup. Potensi efek merugikan yang ditimbulkan oleh bahan kimia di lingkungan sangat beragam dan bervariasi sehingga ahli toksikologi mempunyai spesialis kerja bidang tertentu. Efek toksik atau efek yang tidak diinginkan dalam sistem biologis tidak akan dihasilkan oleh bahan kimia kecuali bahan kimia tersebut atau produk biotransformasinya mencapai tempat yang sesuai di dalam tubuh pada konsentrasi dan lama waktu yang cukup untuk menghasilkan manifestasi toksik. Faktor utama yang mempengaruhi toksisitas yang berhubungan dengan situasi pemaparan (pemajanan) terhadap bahan kimia tertentu adalah jalur masuk ke dalam tubuh, jangka waktu dan frekuensi pemaparan. Pemaparan bahan-bahan kimia terhadap binatang percobaan biasanya dibagi dalam empat kategori: akut, subakut, subkronik, dan kronik.

Untuk manusia pemaparan akut biasanya terjadi karena suatu kecelakaan atau disengaja, dan pemaparan kronik dialami oleh para pekerja terutama di lingkungan industri-industri kimia. Interaksi bahan kimia dapat terjadi melalui sejumlah mekanisme dan efek dari dua atau lebih bahan kimia yang diberikan secara bersamaan akan menghasilkan suatu respons yang mungkin bersifat aditif, sinergis, potensiasi, dan antagonistik. Karakteristik pemaparan membentuk spektrum efek secara bersamaan membentuk hubungan korelasi yang dikenal dengan hubungan dosis-respons.

Di dalam lingkungan dikenal zat xenobiotik yaitu zat yang asing bagi tubuh, dapat diperoleh dari luar tubuh (eksogen) maupun dari dalam tubuh (endogen). Xenobiotik yang dari luar tubuh dapat dihasilkan dari suatu kegiatan atau aktivitas manusia dan masuk ke dalam lingkungan. Bila organisme terpajan oleh zat xenobiotik maka zat ini akan masuk ke dalam organisme dan dapat menimbulkan efek biologis.

B.     Sejarah Toksikologi Lingkungan.

Pengetahuan tentang racun sesungguhnya sudah ada sejak zaman dahulu tetapi belum tersusun secara sistematis menjadi suatu ilmu. Baru pada awal abad ke – 16 seorang ahli racun terkenal yang hidup pada tahun 1493 – 1541, Phillipus Aureolus Theophrastus Bombastus von Hohenheim Paracelcus (PATBH Paracelcus) memperkenalkan istilah toxicon (toxic agent) untuk zat (substansi) yang dalam jumlah kecil dapat mengganggu fungsi tubuh. Ia adalah orang  pertama yang  meletakkan  dasar  ilmu dalam  mempelajari racun dan mengenalkan dalil sebagai berikut :

1.      Percobaan pada hewan merupakan cara yang paling baik dalam mempelajari respon tubuh terhadap racun.

2.      Efek suatu zat (kimia atau fisik) pada tubuh dapat merupakan efek terapi (bermanfaat) dan efek toksik (merugikan).

Selanjutnya, toksikologi modern diperkaya oleh Mattieu Joseph Orfilla (1787 – 1853). Ia merupakan orang pertama yang melakukan penelitian  secara sistematis tentang respon biologik anjing pada zat kimia tertentu. Ia memperkenalkan toksikologi sebagai ilmu yang memepelajari racun, ia mengembangkan analisis terhadap racun misalnya As (Arsen) dan meletakkan dasar toksikologi forensik. Toksikologi juga dikembangkan oleh ahli lain seperti Francois Magendie (1783 – 1855) yang meneliti efek striknin dan emetin.

C.    Sumber Toksikologi.

Sumber pencemar toksikologi, salah satunya yaitu tanah, karena pencemaran tanah tidak jauh beda atau bisa dikatakan mempunyai hubungan erat dengan pencemaran udara dan pencemaran air, maka sumber pencemar udara dan sumber pencemar air pada umumnya juga merupakan sumber pencemar tanah. Sebagai contoh gas-gas oksida karbon, oksida nitrogen, oksida belerang yang menjadi bahan pencemar udara yang larut dalam air hujan dan turun ke tanah dapat menyebabkan terjadinya hujan asam sehingga menimbulkan terjadinya pencemaran pada tanah. Air permukaan tanah yang mengandung bahan pencemar misalnya tercemari zat radioaktif, logam berat dalam limbah industri, sampah rumah tangga, limbah rumah sakit, sisa-sisa pupuk dan pestisida dari daerah pertanian, limbah deterjen, akhirnya juga dapat menyebabkan terjadinya pencemaran pada tanah daerah tempat air permukaan ataupun tanah daerah yang dilalui air permukaan tanah yang tercemar tersebut. Maka sumber bahan pencemar tanah dapat dikelompokkan juga menjadi sumber pencemar yang berasal dari, sampah rumah tangga, sampah pasar, sampah rumah sakit, gunung berapi yang meletus / kendaraan bermotor dan limbah industri. 

Sumber pencemar tanah, karena pencemaran tanah tidak jauh beda atau bisa dikatakan mempunyai hubungan erat dengan pencemaran udara dan pencemaran air, maka sumber pencemar udara dan sumber pencemar air pada umumnya juga merupakan sumber pencemar tanah. Sebagai contoh gas-gas oksida karbon, oksida nitrogen, oksida belerang yang menjadi bahan pencemar udara yang larut dalam air hujan dan turun ke tanah dapat menyebabkan terjadinya hujan asam sehingga menimbulkan terjadinya pencemaran pada tanah. Air permukaan tanah yang mengandung bahan pencemar misalnya tercemari zat radioaktif, logam berat dalam limbah industri, sampah rumah tangga, limbah rumah sakit, sisa-sisa pupuk dan pestisida dari daerah pertanian, limbah deterjen, akhirnya juga dapat menyebabkan terjadinya pencemaran pada tanah daerah tempat air permukaan ataupun tanah daerah yang dilalui air permukaan tanah yang tercemar tersebut. Maka sumber bahan pencemar tanah dapat dikelompokkan juga menjadi sumber pencemar yang berasal dari, sampah rumah tangga, sampah pasar, sampah rumah sakit, gunung berapi yang meletus / kendaraan bermotor dan limbah industry.

D.    Jenis - jenis Sumber Toksikologi.

1.      Limbah Industry.

Limbah industri sangat potensial sebagai penyebab terjadinya pencemaran air. Pada umumnya limbah industri mengandung limbah B3, yaitu bahan berbahaya dan beracun. Menurut PP 18 tahun 99 pasal 1, limbah B3 adalah sisa suatu usaha atau kegiatan yang mengandung bahan berbahaya dan beracun yang dapat mencemarkan atau merusak lingkungan hidup sehingga membahayakan kesehatan serta kelangsungan hidup manusia dan mahluk lainnya.

Limbah Industri berasal dari sisa-sisa produksi industri. Limbah cair yang merupakan hasil pengolahan dalam suatu proses produksi, misalnya sisa-sisa pengolahan industri pelapisan logam dan industri kimia lainnya. Tembaga, timbal, perak, khrom, arsen dan boron adalah zat-zat yang dihasilkan dari proses industri pelapisan logam seperti Hg, Zn, Pb, Cd dapat mencemari tanah. Merupakan zat yang sangat beracun terhadap mikroorganisme. Jika meresap ke dalam tanah akan mengakibatkan kematian bagi mikroorganisme yang memiliki fungsi sangat penting terhadap kesuburan tanah.

2.      Limbah Pertanian.

Pupuk dan pestisida biasa digunakan para petani untuk merawat tanamannya. Namun pemakaian pupuk dan pestisida yang berlebihan dapat mencemari air. Limbah pupuk mengandung fosfat yang dapat merangsang pertumbuhan gulma air seperti ganggang dan eceng gondok. Pertumbuhan gulma air yang tidak terkendali ini menimbulkan dampak seperti yang diakibatkan pencemaran oleh deterjen. Limbah pertanian dapat berupa sisa-sisa pupuk sintetik untuk menyuburkan tanah atau tanaman, misalnya pupuk urea dan pestisida untuk pemberantas hama tanaman.

Penggunaan pupuk yang terus menerus dalam pertanian akan merusak struktur tanah, yang menyebabkan kesuburan tanah berkurang dan tidak dapat ditanami jenis tanaman tertentu karena hara tanah semakin berkurang. Dan penggunaan pestisida bukan saja mematikan hama tanaman tetapi juga mikroorga-nisme yang berguna di dalam tanah. Padahal kesuburan tanah tergantung pada jumlah organisme di dalamnya. Selain itu penggunaan pestisida yang terus menerus akan mengakibatkan hama tanaman kebal terhadap pestisida tersebut.

3.      Limbah Domestic.

Limbah rumah tangga mengandung limbah domestik berupa sampah organik dan sampah anorganik serta deterjen. Sampah organik adalah sampah yang dapat diuraikan atau dibusukkan oleh bakteri. Contohnya sisa-sisa sayuran, buah-buahan, dan daun-daunan. Sedangkan sampah anorganik sepertikertas, plastik, gelas atau kaca, kain, kayu-kayuan, logam, karet, dan kulit. Sampah-sampah ini tidak dapat diuraikan oleh bakteri (non biodegrable). Sampah organik yang dibuang ke sungai menyebabkan berkurangnya jumlah oksigen terlarut, karena sebagian besar digunakan bakteri untuk proses pembusukannya. Apabila sampah anorganik yang dibuang ke sungai, cahaya matahari dapat terhalang dan menghambat proses fotosintesis dari tumbuhan air dan alga, yang menghasilkan oksigen. Dan deterjen merupakan limbah pemukiman yang paling potensial mencemari air.

Pada saat ini hampir setiap rumah tangga menggunakan deterjen, padahal limbah deterjen sangat sukar diuraikan oleh bakteri. Limbah rumah tangga atau domestik dapat berasal dari daerah: pemukiman penduduk; perdagang-an/pasar/tempat usaha hotel dan lain-lain; kelembagaan misalnya kantor-kantor pemerintahan dan swasta; dan wisata, dapat berupa limbah padat dan cair. Limbah padat berupa senyawa anorganik yang tidak dapat dimusnahkan atau diuraikan oleh mikroorganisme seperti plastik, serat, keramik, kaleng-kaleng dan bekas bahan bangunan, menyebabkan tanah menjadi kurang subur. Bahan pencemar itu akan tetap utuh hingga 300 tahun yang akan datang. Bungkus plastik yang kita buang ke lingkungan akan tetap ada dan mungkin akan ditemukan oleh anak cucu kita setelah ratusan tahun kemudian. Sampah anorganik tidak ter-biodegradasi, yang menyebabkan lapisan tanah tidak dapat ditembus oleh akar tanaman dan tidak tembus air sehingga peresapan air dan mineral yang dapat menyuburkan tanah hilang dan jumlah mikroorganisme di dalam tanahpun akan berkurang akibatnya tanaman sulit tumbuh bahkan mati karena tidak memperoleh makanan untuk berkembang. Limbah cair berupa; tinja, deterjen, oli, cat, jika meresap kedalam tanah akan merusak kandungan air tanah bahkan dapat membunuh mikro-organisme di dalam tanah.

E.     Substansi Kimia Toksikologi.

Toksisitas senyawa kimia didefinisikan sebagai kemampuan senyawa kimia mengakibatkan bahaya terhadap metabolisme jaringan makhluk hidup. Racun yang berasal dari zat atau senyawa kimia dapat berada di dalam lingkungan  secara alamiah atau yang sengaja dibuat oleh manusia. Harus diakui bahwa zat kimia beracun kebanyakan berasal dari aktivitas manusia dan meliputi berbagai aspek kehidupan. Senyawa kimia beracun juga dapat hadir di dalam lingkungan secara alamiah. Kehadiran zat kimia beracun alamiah di dalam lingkungan diasumsikan akan selalu konstan, kecuali ditambah oleh aktivitas manusia seperti penambahan logam beracun kedalam lingkungan oleh kegiatan-kegiatan industry dan kemajuan teknologi. Pengaruh kehadiran berbagai jenis zat kimia beracun tersebut di dalam lingkungan mungkin dapat diketahui dengan cepat, akan tetapi pengaruh negatif pada umumnya baru diketahui setelah masuknya zat kimia tersebut dalam jangka waktu cukup lama.

Kehadiran zat kimia beracun alamiah mungkin dapat semakin meningkat atau bahkan semakin menurun, tergantung kondisi lingkungan. Sebagai contoh, jumlah bakteri dan jamur yang mengkotaminasi makanan saat ini mungkin semakin berkurang sesuai dengan tersedianya peralatan yang dapat menjaga makanan terbebas dari bakteri dan jamur. Akan tetapi perkembangan dan kemajuan teknologi saat ini juga memungkinkan akan munculnya species baru yang atahan terhadap berbagai kondisi  anti bakteri dan anti jamur baru yang sangat immun terhadap berbagai jenis kondisi dapat meningkatkan jumlah racun alamiah di dalam lingkungan.

F.     Unsur Beracun dan Bentuk Elemennya.

1.      Ozon.

Ozon (O3) terdiri dari tiga molekul oksigen dan amat berbahaya pada kesehatan manusia. Secara alamiah, ozon dihasilkan melalui percampuran cahaya ultraviolet dengan atmosfer bumi dan membentuk suatu lapisan ozon pada ketinggian 50 kilometer.

2.      Fosfor Putih.

Posfor putih adalah molekul dengan komposisi P4.  Fosfor putih memiliki titik leleh rendah (mp 44.1o C) dan larut dalam benzen atau karbon disulfida. Karena fosfor putih piroforik dan sangat beracun, fosfor putih harus ditangani dengan hati-hati. Fosfor putih secara spontan menangkap api di udara, terbakar dengan nyala putih dan menghasilkan asap putih campuran fosfor (III) oksida dan fosfor (V) oksida. Proporsinya bergantung pada jumlah oksigen yang tersedia. Dengan oksigen berlebih, produk yang dihasilkan hampir semuanya berupa fosfor (V) oksida. Posfor putih pada prakteknya digunakan sebagai bom yang mematikan. Oleh karenanya senyawa ini sangat dilarang. Penggunaan posfor putih sanagat merugikan dan dapat mencemari lingkungan.

3.      Elemental Halogen.

Unsur halogen merupakan VIIA yaitu F, Cl, Br, I dan At. Namun unsur yang sering ditemui dalam lingkungan Halogen adalah selain At. Di lingkungan unsur-unsur halogen berupa molekul F2, Cl2, Br2 dan I2. Unsur yang paling berbahaya adalah Flour dan Klorid. Flour memiliki warna kuning berfasa gas yang sangat reaktif dan oksidan yang kuat. Brom (Br2) adalah cairan merah gelap yang mudah menguap yang beracun bila terhirup atau tertelan.

4.      Logam berat.

Logam berat yang beracun dalam bentuk senyawa, terutama merkuri, yang beracun dalam bentuk unsur dan metaloid. Contoh senyawa logam berat lainnya yang sangat berbahaya adalah kadnium, arsenik, dan timbal.

G.    Senyawa Toksik Anorganik.

1.      Sianida.

Sianida adalah senyawa kimia yang mengandung kelompok siano C≡N, dengan atom karbon terikat-tiga ke atom nitrogen. Kelompok CN dapat ditemukan dalam banyak senyawa. Beberapa adalah gas, dan lainnya adalah padat atau cair. Beberapa seperti-garam, beberapa kovalen. Beberapa molekular, beberapa ionik, dan banyak juga polimerik. Senyawa yang dapat melepas ion sianida CN− sangat beracun. (Wikipedia).

2.      Karbon Monoksida.

Karbon monoksida, rumus kimia CO, adalah gas yang tak berwarna, tak berbau, dan tak berasa. Ia terdiri dari satu atom karbon yang secara kovalen berikatan dengan satu atom oksigen. Dalam ikatan ini, terdapat dua ikatan kovalen dan satu ikatan kovalen koordinasi antara atom karbon dan oksigen. (Wikipedia). Karbon monoksida dihasilkan dari pembakaran tak sempurna dari senyawa karbon, sering terjadi pada mesin pembakaran dalam. Karbon monoksida terbentuk apabila terdapat kekurangan oksigen dalam proses pembakaran. Karbon monoksida mudah terbakar dan menghasilkan lidah api berwarna biru, menghasilkan karbon dioksida. Walaupun ia bersifat racun, CO memainkan peran yang penting dalam teknologi modern, yakni merupakan prekursor banyak senyawa karbon. (Wikipedia).

3.      Nitrogen Oksida.

Nitrogen oksida (NOx) adalah senyawa gas yang terdapat di udara bebas (atmosfer) yang sebagian besar terdiri atas nitrit oksida (NO) dan nitrogen dioksida (NO2) serta berbagai jenis oksida dalam jumlah yang lebih sedikit. Kedua macam gas tersebut mempunyai sifat yang sangat berbeda dan keduanya sangat berbahaya bagi kesehatan.

Gas NO yang mencemari udara secara visual sulit diamati karena gas tersebut tidak bewarna dan tidak berbau. Sedangkan gas NO2 bila mencemari udara mudah diamati dari baunya yang sangat menyengat dan warnanya merah kecoklatan. Sifat Racun (toksisitas) gas NO2 empat kali lebih kuat dari pada toksisitas gas NO.(The Chemistries).

4.      Hidrogen Halida.

Hidrogen halida (rumus umum HX, di mana X adalah F, Cl, Br, atau I) relatif gas beracun. Yang paling banyak digunakan gas ini HF dan HCl.(Manahan). Hidrogen fluorida adalah molekul yang terbentuk dari kombinasi atom hidrogen dengan atom fluor. Ini adalah molekul yang sangat berharga dalam industri, tetapi juga merupakan bahan kimia yang sangat berbahaya bagi sistem biologi. Di atas suhu kamar, hidrogen fluorida adalah gas, tetapi dapat diringkas menjadi kristal padat ketika suhu lebih rendah dari sekitar 20 derajat Celcius.

Hidrogen fluorida memiliki massa molar dari 20 gram per mol.( Sridianti). Hidrogen fluoride digunakan terutama sebagai prekursor atau reaktan untuk membuat bahan kimia komersial penting lainnya. Sebagai contoh, hidrogen fluorida sering digunakan untuk memproduksi aluminium, yang merupakan unsur logam. Hal ini juga digunakan dalam pemisahan isotop uranium, yang merupakan versi radioaktif dari unsur uranium. HF dapat digunakan untuk memproduksi stainless steel dan dalam produksi minyak bumi (minyak) produk.( Sridianti).

5.      Senyawa Interhalogen  dan Halogen Oksida.

Senyawa interhalogen yaitu ClF, BrCl, dan BrF3, sangat reaktif dan sebagai oksidan kuat. Senyawa-senyawa  ini bereaksi dengan air untuk menghasilkan larutan asam halida (HF, HCl) dan produk lain oksigen {O}. (Manahan). Bahayanya senyawa interhalogen adalah ketika bereaksi dengan air dan menghasilkan Hidrogen halida. Produk yang paling berbahaya adalah Hf dan HCl. Dalam lingkungan senyawa ini bisa didapat ketika limbah industri yang dibuang ke daerah perairan. Dibawah ini adalah contoh reaksi dari senyawa interhalogen.

6.      Silikon.

Silika (SiO2, kuarsa) terjadi di berbagai jenis batuan seperti pasir, batu pasir, dan tanah diatom. Silikosis akibat paparan debu silika dari bahan-bahan konstruksi, sandblasting, dan sumber-sumber lainnya telah menjadi sumber penyakit. (Manahan). Sebagian besar silikon digunakan secara komersial tanpa dipisahkan, terkadang dengan sedikit pemrosesan dari senyawanya di alam.

Contohnya adalah pemakaian langsung batuan, pasir silika, dan tanah liat dalam pembangunan gedung. Silika juga terdapat pada keramik. Banyak senyawa silikon modern seperti silikon karbida yang dipakai dalam pembuatan keramik berdaya tahan tinggi. Silikon juga dipakai sebagai monomer dalam pembuatan polimer sintetik silikon. (wikipedia). Senyawa anorganik yang mengandung silikon lainnya adalah Silan (SiH4), disilane (H3SiSiH3), Silikon tetraklorida (SiCl4).  diklorosilane (SiH2Cl2) dan trichlorosilane, (SiHCl3). Rumus molekul dari senyawa yang mengandung silikon lainnya adalah SiX4 dan H4-xSiXx, dimana X adalah unsur halida.

7.      Asbes.

Asbes adalah nama yang diberikan kepada sekelompok mineral silikat berserat, biasanya kelompok dari serpentin, yang memiliki rumus kimia diperkirakan adalah Mg3(Si2O5)(OH)4. Asbes telah banyak digunakan dalam bahan struktural, rem pelapis, isolasi, dan pembuatan pipa.(Manahan).

8.      Senyawa Anorganik Posfor.

Senyawa anorganik Posfor yang dianggap berbahaya diantaranya PH3, P4H10, Posfor halida PX3 dan PX5,  dan Posfor Oksihalida POCl3.  Yang paling penting dari halida fosfor, rumus umum PX3 dan PX5, adalah fosfor pentaklorida digunakan sebagai katalis dalam sintesis organik, sebagai pengklorinasi sebuah agen, dan sebagai bahan baku untuk membuat fosfor oksiklorida (POCl3). fosfor oksiklorida (POCl3) memiliki sifat fisika cairan marah kuning samar-samar. Jika bereaksi dengan air akan membentuk uap beracun dari asam klorida dan asam fosfor (H3PO3).

9.      Senyawa Anorganik Sulfur.

Banyak senyawa yang mengandung bersifat toksik, namun yang paling umum dan banyak ditemui adalah H2S, H2SO4. Hidrogen sulfida, H2S, adalah gas yang tidak berwarna, beracun, mudah terbakar dan berbau seperti telur busuk. Gas ini dapat timbul dari aktivitas biologis ketika bakteri mengurai bahan organik dalam keadaan tanpa oksigen (aktivitas anaerobik), seperti di rawa, dan saluran pembuangan kotoran. Gas ini juga muncul pada gas yang timbul dari aktivitas gunung berapi dan gas alam. (Wikipedia). Asam sulfat, H2SO4, merupakan asam mineral (anorganik) yang kuat. Zat ini larut dalam air pada semua perbandingan. Asam sulfat mempunyai banyak kegunaan dan merupakan salah satu produk utama industri kimia. Produksi dunia asam sulfat pada tahun 2001 adalah 165 juta ton. Kegunaan utamanya termasuk pemrosesan bijih mineral, sintesis kimia, pemrosesan air limbah dan pengilangan minyak.(Wikipedia).

10.  Senyawa Organologam.

Organologam adalah senyawa kimia yang mengandung ikatan antara karbon dan logam. organologam menggabungkan aspek-aspek kimia anorganik dengan kimia organik. Senyawaan organologam banyak ditemukan dalam kehidupan sehari-hari sebagai katalis, misalnya pada pengolahan hasil minyak bumi dan produksi polimer organik. (Wikipedia). Senyawa organologan terdiri atas Organolead seperti Pb(C2H5)4, Organotin seperti  tin-tributiltin klorida and tributyltin (TBT), dan karbonil seperti Nikel tetrakarbonil (Ni(CO)4).

H.    Toksikologi Senyawa Organic.

1.      Hidrokarbon Alkane.

Gas metana, etana, propana, n-butana, dan isobutana (keduanya C4H10) merupakan hidrokarbon yang dianggap berbahaya. Senyawa-senyawa ini bereaksi diudara sebagai gas beracun. Alkana lainnya adalah n-heksana dan sikloheksana.

2.      Hidrokarbon Alkena dan Alkina.

Hidrikarbon yang beracun dari golongan ini diantaranya etilen, propilena(C3H6),1,3-butadiena dan Asetilena, (H-CºC-H). Etilen adalah gas tidak berwarna,  berbau dan agak manis, selain itu senyawa yang mirip dengan etilen toksisitanya adalah  Propilena. 1,3-butadiena adalah gas berwarna dan tidak berbau.  Dan Asetilena, H-CºC-H, adalah gas tidak berwarna dengan bau bawang putih.(Manahan).

3.      Benzena dan Hidrokarbon Aromatic.

Senyawa yang bersifat toksik dari golongan ini diantaranya Toluen, Naptalen, dan Hidrokarbon aromatik polisiklik. Toluena, dikenal juga sebagai metilbenzena ataupun fenilmetana, adalah cairan bening tak berwarna yang tak larut dalam air dengan aroma seperti pengencer cat dan berbau harum seperti benzena. Toluena adalah hidrokarbon aromatik yang digunakan secara luas dalam stok umpan industri dan juga sebagai pelarut. Seperti pelarut-pelarut lainnya, toluena juga digunakan sebagai obat inhalan oleh karena sifatnya yang memabukkan. (Wikipedia). Naftalena (Bisiklo [4.4.0] deca-1-pentena ,3,5,7,9 atau bisiklo [4.4.0] deca-2,4,6,8,10-pentena) merupakan senyawa organik dengan rumus molekul C10H8. Naftalena merupakan senyawa hidrokarbon polisiklik aromatik sederhana, berbentuk kristal padat berwarna putih dengan bau yang khas dan terdeteksi oleh indra penciuman pada konsentrasi serendah 0,08 ppm. Sebagai senyawa aromatik , struktur naftalena terdiri dari sepasang gugus arena atau cincin benzena yang bersatu. Naftalenta dikenal sebagai bahan utama penyusun kapur barus tradisional. (wikipedia).

4.      Senyawa Organik yang Mengandung-Oksigen.

Senyawa toksik dari golongan ii terdiri atas Oksida dan Alkohol. Contoh senyawa Oksida yang toksik adalah Etilen oksida, Propilen Oksida, Benzo(a)piren, 7,8-Diol-9,10-epoksida dan lain-lain. Sedangkan dari golongan alkohol diantaranya metanol, etanol etilen  glikol dan lain sebagainya.

5.      Fenol.

Fenol atau asam karbolat atau benzenol adalah zat kristal tak berwarna yang memiliki bau khas. Rumus kimianya adalah C6H5OH dan strukturnya memiliki gugus hidroksil (-OH) yang berikatan dengan cincin fenil. Fenol berfungsi dalam pembuatan obat-obatan (bagian dari produksi aspirin, pembasmi rumput liar, dan lainnya. Selain itu fenol juga berfungsi dalam sintesis senyawa aromatis yang terdapat dalam batu bara. Turunan senyawa fenol (fenolat) banyak terjadi secara alami sebagai flavonoid alkaloid dan senyawa fenolat yang lain. Contoh dari senyawa fenol adalah eugenol yang merupakan minyak pada cengkeh. (Wikipedia).

6.      Organonitrogen.

Organonitrogen merupakan senyawa organik yang mengandung unsur nitrogen.

7.      Senyawa Organohalida.

Seyawa organohalida merupakan senyawa organik yang mengandung unsur halida terbagi atas alkil halida, alkenil halida dan aril halida. Alkilhalida yang bersifat toksik adalah Karbontetraklorida CCl4. Alkenil Halida yang bersifat adalah Vinil klorida dan Tetrakloro etilen. Sedangkan Aril halida yang tergolong toksik diantaranya benzen yang mengikat unsur halida seperti dilorobenzen.

8.      Organohalida Pestisida.

Organohalida pestisida merupakan senyawa organik yang mengandung unsur halidan dan sigunakan sebagai pestisida. Senyawa ini diantaranya terdiri atas TCDD (2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin) dan Fenol klorinat. Contoh dari fenol klorinat adalah  penta klorofenol.

9.      Senyawa Organosulfur.

Senyawa organo sulfur merupakan senyawa organik yang mengandung sulfur seperti Asam metilsulfur dan Dimetil sulfat.

10.  Senyawa organopospor.

Senyawa organo posfor merupakan senyawa organik yang mengandung posfor.   

I.       Dampak Toksikologi Lingkungan.

a.      Teratogen.

Teratogen berasal dari kata Yunani ‘tera’ yang berarti ‘monster’, yaitu segala zat yang mengakibatkan kecacatan janin. Yang termasuk teratogen adalah malnutrisi, penyakit infeksi, alkohol, dan tembakau (Arnett, 2012). Ahli lain menambahkan yang termasuk teratogen adalah tipe darah yang kurang cocok, polusi lingkungan, stres ibu, dan usia ayah-ibu pada saat janin dikandung. Mekanisme biokimia teratogenesis bervariasi termasuk penghambatan enzim oleh xenobiotik; perampasan janin substrat penting, seperti vitamin; gangguan pasokan energi; atau perubahan permeabilitas membran plasenta.

b.      Mutagenesis.

Mutagenesis  adalah proses dimana informasi genetik dari suatu organisme berubah dengan cara yang stabil, sehingga terjadi mutasi. Mutasi terjadi secara spontan di alam, atau sebagai akibat dari paparan mutagen. Mutagen mengubah DNA untuk menghasilkan sifat-sifat diwariskan. Meskipun proses mutasi terjadi tanpa adanya zat xenobiotik, kebanyakan mutasi tersebut berbahaya dan dapat menyebabkan cacat lahir, kanker serta berbagai penyakit keturunan, tetapi juga merupakan kekuatan pendorong evolusi. Mutagenesis sebagai ilmu dikembangkan oleh Hermann Muller, Charlotte Auerbach dan JM Robson di babak pertama abad ke-20.     

c.       Karsinogenesis.

Karsinogenesis adalah suatu proses banyak tahap, baik pada tingkat fenotipe maupun genotype. Suatu neoplasma ganas memiliki beberapa sifat fenotipik, misalnya pertumbuhan berlebihan, sifat invasi lokal, dan kemampuan metastasis jauh. Sifat ini diperoleh secara bertahap, suatu fenomena yang disebut tumor progression. Pada tingkat molekular, progresi ini terjadi akibat akumulasi kelainan genetik yang pada sebagian kasus dipermudah oleh adanya gangguan pada perbaikan DNA. Perubahan genetik yang mempermudah tumor progression melibatkan tidak saja gen yang mengendalikan angiogenesis, invasi, dan metastasis. Sel kanker juga harus melewatkan proses penuaan normal yang membatasi pembelahan sel (Kumar et al.,2007).

Kanker juga merupakan suatu kondisi yang ditandai oleh replikasi tidak terkendali dan pertumbuhan sendiri (somatik) sel-sel tubuh. Agen karsinogenik dapat dikategorikan sebagai berikut :

1.      Agen kimia, seperti nitrosamin dan hidrokarbon aromatik polisiklik.

2.      Agen biologis, seperti hepadnaviruses atau retrovirus.

3.      Radiasi Pengion, seperti sinar-X.

4.      Faktor genetik, seperti pembiakan selektif.

Dalam beberapa kasus kanker biasanya dapat disebabkan karena bahan kimia sintetis dan alami. Peran kimia xenobiotik dalam menyebabkan kanker disebut karsinogenesis kimia. Hal ini sering dianggap sebagai aspek yang paling penting dari toksikologi. Karsinogenesis kimia memiliki sejarah panjang. Pada tahun 1775 Sir Percival Pott, Surgeon General melayani Raja George III dari Inggris, saat itu cerobong asap di London menyebabkan insiden luar biasa dalam penyebab kanker skrotum, yang terkait dengan eksposur mereka ke jelaga dan tar dari pembakaran batubara bituminous. Sekitar tahun 1900 seorang ahli bedah Jerman, Ludwig Rehn, melaporkan insiden tinggi kanker kandung kemih pada pekerja pewarna terkena bahan kimia yang diekstrak dari tar batubara; 2-naphthylamine, NH2 itu terbukti sebagai penyebabnya.

Proses karsinogenesis terdiri dari tiga tahapan yaitu :

1.      Inisiasi.

Tahap permulaan dimana sel normal berubah menjadi premaligna. Karsinogen harus merupakan mutagen yaitu zat yang dapat menimbulkan mutasi gen. Pada tahap inisiasi karsinogen bereaksi dengan DNA menyebabkan ampifikasi gen dan produksi copy multipel gen. Pada proses inisiasi ini karsinogen yang merupakan inisiator adalah mutagen, cukup terkena sekali paparan karsinogen, keadaanini permanen dan irreversibel, proses tidak merubah ekspresi gen.  

2.      Promosi.

Promotor adalah zat non mutagen tetapi dapat menaikkan reaksi karsinogen dan dapat menimbulkan amplifikasi gen. Suatu promotor yang terkenal adalah ester phorbol yang terdiri dari TPA (Tetradeconyl pharbol Acetat) dan RPA (12-Retinoyl Phorbol Acetat) yang terdapat dalam minyak kroton. Sifat-sifat promotor adalah mengikuti kerja inisiator, perlu paparan berkali-kali, keadaan dapat reversibel, dapat mengubah ekspresi gen seperti hiperplasi, induksi enzym, induksi differensiasi.

3.      Progresi.

Pada progresi ini terjadi aktifasi , mutasi, atau hilangnya gen. Pada progresi ini timbul perubahan benigna menjadi premaligna dan maligna.

Dalam proses karsinogenesis ada 3 mekanise yang terlibat :

a.       Onkogen yang dapat menginduksi timbulnya kanker.

b.      Anti-onkogen atau gen supressor yang dapat mencegah timbulnya sel kanker. 

c.       Gen modulator yang dapat mempengaruhi penyebaran kanker.

Kemoterapi berarti menggunakan obatan – obatan untuk membunuh sel kanker. Kebanyakan obat–obat kemoterapi mempengaruhi satu atau beberapa komponen pada siklus sel.

Obat–obat kemoterapi berdasarkan cara kerja obat pada fase siklus sel dibedakan menjadi :

1.      Alkylating Agent, merupakan spesifik non siklus sel. Bekerja dengan cara memberikan gugus alkyl yang tidak stabil untuk berikatan dengan DNA, sehingga merusak replikasi DNA. Umumnya bekerja pada fase G1 atau mitosis namun pada dosis tinggi dapat bekerja pada G0. Termasuk dalam golongan ini adalah Cisplatin dan Cyclophosphamide.

2.      Golongan antimetabolit, bekerja secara spesik pada fase sintesis DNA dan RNA. Termasuk dalam golongan ini adalah : fluorouracil, methotrexate.

3.      Obat kemoterapi yang membunuh sel kanker dengan cara menghalangi mitosis.

Secara inhibisi fungsi chromatin, Ada 2 golongan, yang pertama adalah

a.       Golongan Topoisomerase Inhibitors, yaitu : Bleomycin, Doxorubicin.

b.      Golongan Penghambat Microtubulus, yaitu : Doxetacel, Vincristin.

4.      Sebagai antibiotika yang mengikat DNA secara ikatan kompleks, yang dikenal sebagai golongan Antracycline, yaitu : Mytocin C.

5.      Sebagai hormon (estrogen, progestin, anti estrogen,androgen).

d.      Sistem kekebalan Response.

Sistem kekebalan tubuh berfungsi sebagai sistem pertahanan alami tubuh untuk melindunginya dari bahan kimia xenobiotik; agen infeksi, seperti virus atau bakteri; dan sel-sel neoplastik yang merespon jaringan kanker. Xenobiotik dapat menyebabkan sistem kekebalan tubuh kehilangan kemampuannya untuk mengontrol proliferasi sel dan mengakibatkan leukemia atau limfoma. Racun dapat menyebabkan sistem kekebalan tubuh alergi atau hipersensitivitas. Kondisi seperti ini terjadi ketika sistem kekebalan tubuh bereaksi berlebihan terhadap keberadaan agen asing atau metabolitnya dengan cara merusak diri sendiri. Di antara bahan xenobiotik yang dapat menyebabkan reaksi seperti berilium, kromium, nikel, formaldehida, beberapa jenis pestisida, resin, dan plasticizer.

e.       Zat Estrogenik.

Sejumlah zat xenobiotik yang diduga memiliki efek buruk pada hewan dan sistem reproduksi manusia dengan meniru atau mengganggu aksi estrogen. Zat-zat tersebut sering disebut sebagai estrogen eksogen atau exoestrogen yang dapat menyebabkan gangguan pada saluran reproduksi dan efek seperti mengurangi jumlah produksi sperma dan air mani. Efek lain dari beberapa kekhawatiran adalah potensi yang memicu kanker.

Berbagai macam senyawa sintetik yang diduga sebagai zat exoestrogen diantaranya ftalat, alkilfenol, senyawa organoklorin, dan hidrokarbon aromatik polisiklik. 

f.       Paparan Zat Beracun.

Paparan zat beracun biasanya berasal dari limbah berbahaya. Untuk mengetahui seberapa jauh paparan zat beracun biasanya ditentukan dengan mengetahui bahan kimia atau produk metabolisme dalam organisme. Paparan zat anorganik paling sering dijumpai adalah logam berat, radionuklida, dan beberapa mineral, seperti asbes. Gejala yang berhubungan dengan paparan bahan kimia tertentu juga dapat dievaluasi. Salah satu dampak yang terlihat jelas misalnya, ruam kulit, atau efek subklinis, seperti kerusakan kromosom.

g.      Dampak Biomarker.

Dampak biomarker adalah perubahan-perubahan biokimiawi, fisiologis, tingkah laku dan lainnya yang dapat diukur, dalam suatu organisme yang bergantung pada besarannya, dapat dikenali sebagai manisfestasi atau potensi gangguan kesehatan atau penyakit (ASTDR, 1994).

Contoh dari dampak biomarker adalah daya hambat enzim cholinesterase otak oleh insektisida Karbamat, induksi asam delta aminolevulinic synthetase dan inhibisi asam aminolevulinic dehydratase oleh Pb dan logam-logam berat tertentu lainnya.

Contoh lainnya seperti induksi mixedfunction oxidase (MFO), formasi simpul DNA dan beberapa perubahan DNA seperti pertukaran kromatid kembar dan pemutusan untaian/strand, imunosupresi dan hipersensitifitas.