Pencemaran Herbisida Dan Pestisida Organofosfat Di Tanah.docx

Makalah Kimia Lingkungan

PENCEMARAN PESTISIDA ORGANOFOSFAT DAN HERBISIDA DI TANAH

Di susun oleh

Daniel Hendrik Molle H311 15 005

DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS HASANUDDIN MAKASSAR 2019

Kata Pengantar Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya hingga terselesaikannya makalah tentang Pencemaran Pestisida Organofosfat dan Herbisida di Tanah. Penyusun mengucapkan terima kasih terutama kepada dosen pembimbing yang telah mengarahkan dan membimbing penyusunan dalam menyelesaikan makalah ini, serta terima kasih kepada teman-teman yang telah membantu. Semoga makalah ini dapat menambah pengetahuan tentang Pencemaran Pestisida Organofosfat dan Herbisida di Tanah. Kami menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna. Maka dari itu, kami mengharapkan saran- saran untuk penyempurnaan makalah ini.

Makassar, Maret 2019

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR..............................................................................................i DAFTAR ISI............................................................................................................ii BAB I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang................................................................................................ 1.2 Rumusan Masalah........................................................................................... 1.3 Tujuan.............................................................................................................. BAB II. PEMBAHASAN 2.1 Pestisida........................................................................................................... 2.2 Struktur Pesitisda Orgaanofosfat dan Herbisida............................................. 2.3 Pencemaran Pestisida Organofosfat dan Herbisida di Tanah.......................... BAB III. PENUTUP................................................................................................... 3.1 Kesimpulan...................................................................................................... 3.2 Penutup............................................................................................................ DAFTAR PUSTAKA.................................................................................................

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Pestisida telah secara luas digunakan untuk tujuan memberantas hama dan penyakit tanaman dalam bidang pertanian. Pestisida juga digunakan dirumah tangga untuk memberantas nyamuk, kepinding, kecoa dan berbagai serangga penganggulainnya. Dilain pihak pestisida ini secara nyata banyak menimbulkan keracunan pada orang. Kematian yang disebabkan oleh keracunan pestisida banyak dilaporkan baik karena kecelakaan waktu menggunakannya, maupun karena disalah gunakan (untuk bunuh diri). Dewasa ini bermacam-macam jenis pestisida telah diproduksi dengan usaha mengurangi efek samping yang dapat menyebabkan berkurangnya daya toksisitas pada manusia, tetapi sangat toksik pada serangga. Diantara jenis atau pengelompokan pestisida tersebut diatas, jenis insektisida banyak digunakan di negara berkembang, sedangkan herbisida banyak digunakan di negara yang sudah maju. Dalam beberapa data Negara-negara yang banyak menggunakan pestisida adalah sebagai berikut :Amerika Serikat 45%, Eropa Barat 25%, Jepang 12%, Negara berkembang lainnya 18%. Dari data tersebut terlihat bahwa negara berkembang seperti Indonesia, penggunaan pestisida masih tergolong rendah. Bila dihubungkan dengan pelestarian lingkungan maka penggunaan pestisida perlu diwaspadai karena akan membahayakan kesehatan bagi manusia ataupun makhluk hidup lainnya. Pestisida (sida, cide = racun) sampai kini masih merupakan salah satu cara utama yang digunakan dalam pengendalian hama. Yang dimaksud hama di sini adalah sangat luas, yaitu serangga, tungau, tumbuhan pengganggu, penyakit tanaman yang disebabkan oleh fungi (jamur), bakteria dan virus, kemudian nematoda (bentuknya seperti cacing dengan ukuran mikroskopis), siput, tikus, burung dan hewan lain yang dianggap merugikan. Herbisida adalah senyawa kimia yang membunuh tanaman atau menghambat pertumbuhan normal OPT. Herbisida dalam formulasi dan aplikasi tertentu dapat digambarkan sebagai herbisida selektif atau nonselektif. Di bidang

pertanian, herbisida selektif sering digunakan sebagai pengganti pengolahan tanah, atau dalam kombinasi dengan pengolahan tanah dan praktek agronomi lainnya, untuk mengendalikan gulma tanpa merusak tanaman. Pada tahun 1960 dan 1970-an, kombinasi 2,4-D dan 2,4,5-T secara luas digunakan di Vietnam sebagai defoliant dengan nama Agent Orange. Karena memiliki dampak kesehatan yang mungkin dari penggunaan Agen Oranye, kemungkinan bahaya ekologi dan kesehatan yang disebabkan herbisida telah mengakibatkan evaluasi ulang dari banyak senyawa. Penggunaan dioxin yang mengandung 2,4,5-T dilarang di Amerika Serikat pada tahun 1984. Pada tahun 1975, Meksiko, atas desakan pemerintah Amerika Serikat, mulai penyemprotan lahan ganja dengan parakuat, yang keduanya dieliminasi tanaman dan menimbulkan kekhawatiran efek samping toksik pada pengguna ganja. Organofosfat adalah salah satu jenis pestisida yang paling toksik diantara jenis pestisida lainnya dan sering menyebabkan keracunan pada orang. Termakan hanya dalam jumlah sedikit saja dapat menyebabkan kematian, tetapi diperlukan beberapa milligram untuk dapat menyebabkan kematian pada orang dewasa. Organofosfat menghambat aksi pseudokholinesterase dalam plasma dan kholinesterase dalam sel darah merah. Berdasarkan uraian di atas dibuatlah makalah mengenai pencemaran herbisida dan pestisida organofosafat di tanah.

1.2 Rumusan Masalah 1. Apa yang dimaksud dengan pestisida organofosfat dan herbisida? 2. Bagaimana struktur kimia pestisida organofosfat dan herbisida? 3. Bagaimana pencemaran pestisida organofosfat dan herbisida di tanah?

1.3 Tujuan 1. Untuk mengetahui pengetian pestisida organofosfat dan herbisida 2. Untuk mengetahui struktur kimia pestisida organofosfat dan herbisida 3. Untuk mengetahui pencemaran pestisida organofosfat dan herbisida di tanah

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pestisida Pestisida adalah subtansi yang digunakan untuk membunuh atau mengendalikan berbagai hama. Kata pestisida berasal dari kata pest yang berarti hama dan cida yang berarti pembunuh. Jadi secara sederhana pestisida diartikan sebagai pembunuh hama yaitu tungau, tumbuhan pengganggu,penyakit tanaman yang disebabkan oleh fungi, bakteri, virus, nematoda, siput, tikus, burung dan hewan

lain

yang

dianggap

merugikan.

Menurut

Permenkes RI,

No.258/Menkes/Per/III/1992 Semua zat kimia/bahan lain serta jasad renik dan virus yang digunakan untuk membrantas atau mencegah hama-hama dan penyakit yang merusak tanaman, bagian-bagian tanaman atau hasil pertanian, memberantas gulma, mengatur/merangsang pertumbuhan tanaman tidak termasuk pupuk, mematikan dan mencegah hama-hama liar pada hewan-hewan peliharaan dan ternak, mencegah/memberantas hama-hama air, memberantas/mencegah binatangbinatang dan jasad renik dalam rumah tangga, bangunan dan alat-alat angkutan, memberantas dan mencegah binatang-binatang termasuk serangga yang dapat menyebabkan penyakit pada manusia atau binatang yang perlu dilindungi dengan penggunaan pada tanaman, tanah dan air. Pengertian pestisida menurut Peraturan Pemerintah No. 7 Tahun 1973 dalam Kementrian Pertanian (2011) dan Permenkes RI No.258/Menkes/Per/III/1992 adalah semua zat kimia dan bahan lain serta jasad renik dan virus yang dipergunakan untuk :

1. Memberantas atau mencegah hama dan penyakit yang merusak tanaman, bagian-bagian tanaman atau hasil-hasil pertanian. 2. Memberantas rerumputan 3. Mengatur atau merangsang pertumbuhan yang tidak diinginkan 4. Memberantas atau mencegah hama-hama luar pada hewan peliharaan atau ternak 5. Memberantas atau mencegah hama-hama air

6. Memberantas atau mencegah binatang-binatang dan jasad-jasad renik dalam bangunan rumah tangga alat angkutan, dan alat-alat pertanian 7. Memberantas atau mencegah binatang-binatang yang dapat menyebabkan penyakit pada manusia dan binatang yang perlu dilindungi dengan penggunaan tanaman, tanah dan air. Menurut PP RI No.6 tahun 1995, pestisida juga didefinisikan sebagai zat atau senyawa kimia, zat pengatur tubuh dan perangsang tubuh, bahan lain, serta mikroorganisme atau virus yang digunakan untuk perlindungan tanaman. Menurut Depkes (2004), pestisida kesehatan masyarakat adalah pestisida yang digunakan untuk pemberantasan vektor penyakit menular (serangga, tikus) atau untuk pengendalian hama di rumah-rumah, pekarangan, tempat kerja, tempat umum lain, termasuk sarana angkutan dan tempat penyimpanan/pergudangan. Pestisida terbatas adalah pestisida yang karena sifatnya (fisik dan kimia) atau karena daya racunnya, dinilai sangat berbahaya bagi kehidupan manusia dan lingkungan, oleh karenanya hanya diizinkan untuk diedarkan, disimpan dan digunakan secara terbatas.

2.2 Struktur Pestisida Organofosfat dan Herbisida Organofosfat disintesis pertama di Jerman pada awal perang dunia ke II. Pada awal sintesisnya diproduksi senyawa tetraethyl pyrophosphate (TEPP), parathion dan schordan yang sangat efektif sebagai insektisida, tetapi juga cukup toksik terhadap mamalia. Penelitian berkembang terus dan ditemukan komponen yang protein terhadap insekta tetapi kurang toksik terhadap manusia seperti malathion, tetapi masih sangat toksik terhadap insekta.

Gambar 1. Struktur Komponen Organofosfat

2,4-Dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) adalah herbisida sistemik yang umum untuk digunakan dalam mengontrol gulma yang tumbuh dalam tanaman pertanian. Selain itu, 2,4-D dikenal sebagai salah satu jenis auksin sintetik. 2,4-D merupakan jenis auksin sintetis yang sering digunakan dalam kultur jaringan. Dichlorophenoxyacetic (biasanya disebut dengan singkatannya, 2, 4-D) adalah pestisida sistemik umum / herbisida yang digunakan dalam pengendalian gulma berdaun lebar. Ini adalah salah satu herbisida yang paling banyak digunakan di dunia, dan ketiga paling umum digunakan di Amerika Utara. 2, 4-D adalah auksin sintetis (hormon tanaman), dan karena itu sering digunakan di laboratorium untuk penelitian tanaman dan sebagai suplemen dalam media kultur sel seperti media MS. Berikut struktur kimia dari 2,4-Diklorofenoksiasetat.

Gambar 2. Struktur dari 2,4-Diklorofenoksiasetat MCPA atau Asam 4-kloro-2-metilfenoksi asetat termasuk golongan bahan aktif Phenoxy-carbocylic-acid. MCPA adalah herbisida fenoksi sistemik yang digunakan untuk mengontrol gulma pada padang rumput, pohon dan rumput. Herbisida jenis ini diklasifikasikan kedalam grup zat pengatur tumbuh (ZPT) auksin sintetik seperti asam 2,4 Diklorofenoksiasetat (2,4-D) dan asam 2,4,5triklorofenoksi-asetat.

MCPA

merupakan

herbisida

yang

aktif

untuk

mengendalikan gulma berdaun lebar dan pakis. MCPA cenderung aman digunakan untuk usaha pengendalian gulma pada lahan pertanian karena mampu terdegradasi oleh tanah dalam waktu 14-29 hari dan mudah terlarut dalam air namun tidak terdegradasi oleh akar tumbuhan. Herbisida ini dapat digunakan dalam formulasi dengan banyak jenis pestisida lainnya termasuk 2,4-D, dicamba, MCPB, bromoxynil, mecoprop dan bentazone (Polansky, 2014).

Gambar 3. Struktur dari MCPA (2-methyl-4-chlorphenoxyacetic acid)

Bifenox dengan nama IUPAC methyl 5- (2,4-dichlorophenoxy)-2nitrobenzoate merupakan salah satu jenis herbisida difenil eter yang biasa diaplikasikan pada tanaman dengan memberikan kontrol yang efektif untuk gulma daun lebar dan rumput di banyak tanaman seperti sereal, jagung, sorgum, kacang kedelai dan beras. Bifenox memiliki rumus molekul C14H19Cl2NO5 dengan berat molekul 342,12 g/mol. Bifenox dapat dibuat dengan mereaksikan potassium 2,4dichlorophenolate dengan methyl 5-chloro-2-nitrobenzoate (Rispin, et. al., 1981).

Gambar 4. Struktur kimia dari bifenox

2.3 Pencemaran Pestisida Organofosfat dan Hebrisida di Tanah WHO menggolongkan herbisida 2,4-D sebagai pestisida golongan dua, “moderat pestisida berbahaya” sekelas endosulfan, lindane, paraquat dan toxaphene. Walaupun telah lama hampir beberapa dekade digunakan, masih ada keraguan negatif penggunaannya terhadap kesehatan manusia dan lingkungan. Pada tahun 2004, EPA memutuskan bahwa 2,4-D tidak dapat diklasifikasikan berkaitan dengan kemampuannya untuk menyebabkan kanker karena tidak ada data yang cukup. Nilai LD50 unggas akut berkisar antara 200 hingga> 2000 mg / kg bb untuk palawija, burung puyuh bobwhite, burung puyuh Jepang, burung, ayam hutan, dan burung merpati karang. Nilai LC50 diet melebihi 4640 mg / kg diet untuk mallards, quail bobwhite, puyuh Jepang, dan pheasant untuk asam, garam, dan ester. Nilai LD50 oral untuk tikus dan kelinci berkisar antara 699 hingga 2322 mg / kg bb untuk

asam, garam dan esternya. Nilai Dermal LD50 untuk kelinci melebihi 2000 mg / kg bb dan nilai LC50 inhalasi berkisar antara 1,8 hingga 10,7 mg /L. Pada tanah, 2,4-D ester dan garam yang pertama dikonversi ke bentuk asam sebelum degradasi. Tingkat hidrolisis ester menurun dengan menurunnya kelembaban tanah dan dengan meningkatnya berat molekul dari bagian alkohol ester. Nasib 2,4-D dapat dipengaruhi oleh beberapa proses termasuk limpasan, adsorpsi, kimia dan degradasi mikroba, photodecomposition, dan pencucian. Kelarutan air dan koefisien adsorpsi tanah menunjukkan mobilitas potensi bahan kimia dalam tanah; sedangkan metabolisme tanah aerobik dan anaerobik, hidrolisis paruh, dan tingkat disipasi lapangan menunjukkan kegigihan kimia di tanah. 2,4-D memiliki kegigihan moderat dalam tanah dengan disipasi bidang paruh 59,3 hari, aerobik paruh 66 hari, dan hidrolisis paruh 39 hari.

Gambar 5. Bagan degradasi 2,4-D

Degradasi MCPA oleh bakteri di dalam tanah telah diteliti oleh berbagai peneliti dengan mengamati kemampuan melepas klorida dari subtitusi klorida pada subtrat utama senyawa organoklorin baik dari pestisida, fungisida dan hervbisida. Pseudomonas sp. merupakan salah satu bakteri yang dapat menggunakan MCPA sebagai sumber karbon satusatunya, mikrobia lain yang dapat menggunakan herbisida MCPA sebagai sumber karbon untuk pertumbuhannya adalah Alcaligenes,

Azotobacter,

seudomonas,

Acinetobacter,

Xanthobacter

dan

Flavobacterium (Nurhayati, 2008). Degradasi MCPA oleh mikrobia diawali dengan pemutusan secara oksidatif ikatan eter menghasilkan fenol. Reaksi berikutnya adalah terjadinya hidrolisasi katekol diikuti dengan pemutusan cincin secara ortho pada isolat Alcaligenes eutrophus JMP 134. Beberapa strain mikrobia memiliki plasmid yang memiliki gen mengkode berbagai macam enzim yang dapat mendegradasi MCPA, yang merupakan mikrobia dengan plasmid “broad range” dan dapat ditransfer secara bebas antar mikroorganisme di dalam tanah. Dari berbagai penelitian diketahui bahwa mikrobia memiliki serangkaian enzim kunci dari yang memiliki organisasi dan regulasi gen yang dapat mendegradasi haloaromatik (Nurhayati, 2008). Kandungan organik tanah menentukan sebagian besar persistensi MCPA. Dengan kurang dari 10% bahan organik di dalam tanah, senyawa tersebut terdegradasi dalam satu hari dan, dengan tingkat lebih dari 10% di tanah, dibutuhkan waktu tiga hingga sembilan hari untuk terdegradasi. Tidak ada MCPA terdeteksi di tanah hutan pada kedalaman 3 hingga 15 cm 40 hari setelah aplikasi. Waktu paruh adalah lima hingga enam hari di tanah yang sedikit asam hingga sedikit basa (Gilmore, 1992). MCPA larut di sebagian besar tanah, tetapi mobilitasnya meningkat ketika bahan organik menurun. Senyawa ini telah ditemukan di air sumur di Missouri dan menjadi perhatian EPA sebagai kontaminan air tanah potensial (Gilmore, 1992). Dalam air yang disterilkan, dibutuhkan sekitar tiga minggu untuk setengah dari senyawa tersebut untuk terdegradasi karena aksi sinar matahari. Namun, di air sawah, MCPA hampir seluruhnya terdegradasi oleh mikroorganisme air dalam waktu kurang dari dua minggu (2). MCPA diserap, ditranslokasi, dan secara aktif dipecah oleh vegetasi. Serasah hutan memiliki 32 ppm 10 bulan setelah aplikasi.

Tingkat dalam lumut menurun hingga 7% dari tingkat awal dalam 40 hari. Metabolit yang ditemukan pada tumbuhan adalah 2-metil-4-klorofenol (Gilmore, 1992). Jalur utama degradasi melalui asam bifenox untuk nitrofen dan asam antranilat. Anthranilate tidak stabil dalam sistem metabolisme dan dengan cepat dikonversi ke asam antranilat dalam ekstrak tanah dan tanaman. Nitrofen adalah produk degradasi bifenox. Hasil yang disajikan di sini menunjukkan bifenox dengan cepat terdegradasi menjadi asam yang mungkin terakumulasi dari permukaan tanah dengan waktu paruh 3 hingga 7 hari. Sisanya adalah nampaknya terikat pada tanah yang semakin meningkat kuantitas selama periode waktu yang diukur. Metabolisme lebih lanjut mungkin terjadi sementara zat itu terikat koloid tanah (Leather and Foy, 1977).

Gambar 6. Diagram degradasi bifenox

BAB III PENUTUP

3.1 Kesimpulan Adapun kesimpulan dari makalah ini yaitu : 1. Herbisida adalah senyawa kimia yang membunuh tanaman atau menghambat pertumbuhan normal OPT. Herbisida dalam formulasi dan aplikasi tertentu dapat digambarkan sebagai herbisida selektif atau nonselektif.

Organofosfat adalah insektisida yang paling toksik di antara jenis pestisida lainnya dan sering menyebabkan keracunan pada manusia. Bila tertelan, meskipun hanya dalam jumlah sedikit, dapat menyebabkan kematian pada manusia. 2. Secara umum penggunaan herbisida dan pestisida organofosfat telah dilarang penggunaannya di negara maju karena alasan toksisitasnya yang tinggi, tetapi pada negara berkemabang masih digunakan. 3. Jenis – jenis pestisida organofosfat dan herbisida memiliki waktu paruh masing-masing di tanah yang dapat mencemari tanah. 4. Solusi yang tepat untuk permasalahan ini sebaiknya tidak menggunakan bahan kimia karena dapat menimbulkan efek-efek berbahaya untuk lingkungan dan lebih baik untuk membuat pestisida dari bahan herbal atau alami selain harga terjangkau juga mudah didapat.

3.2 Saran Penulis menyadari bahwa dalam pembuatan makalah ini masih jauh dari kata sempurna, oleh karena itu kritik dan saran yang membangun dari para membaca sangat penulis harapkan untuk perbaikan kedepannya

DAFTAR PUSTAKA Aini, H.C., 2009, Pestisida 2,4-D: Manfaat dan Dampak Penggunannya. Francis, B.M., 1986, Teratogenicity of Bifenox and Nitrofen in Rodents, Journal of Environmental Science and Health, Part B: Pesticides, fod Contaminants, and Agricultural Wastes, 21(4): 303-317. Gilmore, 1992, Extension Toxicology Network (EXTOXNET) MCPA, http:// pmep.cce.cornell.edu/profiles/extoxnet/haloxyfop-methylparathion/mcpaext.html, Diakses pada tanggal 26 Maret 2019. Lagana, A., Bacaloni, A., De Leva, I., Faberi, A., and Marino, A., 2002, Determination of Maize and Grain Herbicides and Their Transformation Products in Soil by Use of Soil Column Extraction then Liquid Chromatoghraphy with Tandem Mass Spectrometry, Chromatographia, 56(1):337-343. Leather, G.R. and Foy, C.L., 1977, Metabolism of Bifenox in Soil and Plants, Pesticide Biochemistry and Physiology, 7: 437-442. Musgrave, H., Comber, S., Bateman, I., and Clarke, S., 2011, EC Technical Support for the Impact Assessmen of the Review of Priority Substance under Directive 2000/60/EC, Substance assessment: Bifenox, Entec UK Limited, UK. Nurhayati, 2008, Uji Ketahanan Bakteri Dehalogenasi pada Subtrat Herbisida KMCPA Formula, BIOMA, 10(1): 1-6 Ohyama, H., and Kuwatsuka, S., 1978, Degradation of Bifenx, a Diphenyl Ether Herbicide, Methy 5-(2,4-Dichlorophenoxy)-2-Nitrobenzoate, in Soil, Journal Pesticide Sci, 3(1): 401-410. Polansky, S., 2014, Pengendalian Gulma Pada Tanaman Padi Sawah dengan Menggunakan Herbisida Berbahan Aktif Campuran Bentazon dan MCPA, Skripsi, Institut Pertanian Bogor, Bogor. Pozo, O., Pitarch, E., Sancho, J.V., and Hernandez, F., 2001, Determination of the herbicide 4-chloro-2-methylphenoxyacetic acid and its main metabolite, 4chloro-2-methylphenol in water and soil by liquid chromatography– electrospray tandem mass spectrometry, Journal of Chromatoghraphy, 293(1): 75-85. Rispin, A., et al., 1981, Bifenox Pesticide Registration Standar, EPA, USA. Vencill, W.K. Ed, 2002, Herbicide Handbook, 8th ed., Weed Science Society of America: Lawrence, KS, pp 113-115.

Pertanyaan : 1. Bagaimana keunggulan insektisida ?

dan kelemahan pestisdida organofosfat sebagai

Jawab : Keunggulan pestisida organofosat adalah insektisida yang paling toksik diantara jenis pestisida lainnya namun sering menyebabkan keracunan pada orang. Termakan hanya dalam jumlah sedikit saja dapat menyebabkan kematian, tetapi diperlukan lebih dari beberapa mg untuk dapat menyebabkan kematian pada orang dewasa. Hal tersebut menjadi kelemahan dalam penggunaan pestisida organofosfat. 2. How the mode action of MCPA, one type of Herbicide against plant pests? Answer : MCPA works with concentration in the plant's active growing area (meristem tissue) where it interferes with protein synthesis, cell division and ultimately plant growth. The working principle of this compound inhibits the growth of broad leaf weeds systemically selectively absorbed into plant physiology systems and easily transported through xylem or phloem.