Toksikologi Akuatik

Oleh Nor Shahirul Umirah Bt Idris

Jabatan Sumber Asli dan Kelestarian,
Fakulti Sains Bumi, Universiti Malaysia Kelantan

Jarang sekali kita didedahkan dengan apa yang sebenarnya berlaku di persekitaran akuatik, terutamanya yang melibatkan kesan kronik ekoran daripada ketoksikan.  Namun begitu, ahli sains telah lama menjalankan kajian ketoksikan akuatik sejak 130 tahun dahulu lagi. Toksikologi akuatik berkembang dengan dua disiplin iaitu pencemaran biologi air dan limnologi. Pada awal perkembangan kajian merangkumi penyelidikan asas untuk menentukan dan mengenal pasti biologi dan morfologi kolam, sungai dan tasik. Kajian ini juga meliputi penyelidikan bagaimana tumbuhan, haiwan dan mikroorganisma berinteraksi terhadap pencemaran kumbahan untuk mengurangkan pencemaran organik.

Bahan pencemar daripada pembuangan aktiviti industri dan sisa dosmetik yang memberikan kesan kepada sekitaran air menjadi lebih kompleks apabila dikenal pasti menyebabkan ketoksikan. Toksikologi akuatik merangkumi kajian terhadap kepekatan dan kesan bahan toksik seperti logam berat terhadap hidupan akuatik. Gerak balas dan kelakuan organisma akuatik terhadap pencemar merupakan kajian penting dalam toksikologi ekosistem akuatik.

Kajian ketoksikan boleh ditentukan sama ada secara ketoksikan akut atau kronik (Rajah 1.0). Ketoksikan akut menunjukkan kesan akut terhadap organisma akuatik di sekitar kawasan pencemaran. Kajian ketoksikan dikategorikan berdasarkan masa pendedahan (akut dan kronik) dan kesan pendedahan seperti mati, gangguan pada pertumbuhan dan sistem pembiakan.

Banyak kajian ketoksikan yang telah wujud dalam persekitaran akuatik disebabkan oleh kepelbagaian spesies dan ekosistem yang besar. Kajian ini melibatkan dua kategori iaitu kajian yang melibatkan multispesies atau spesies tunggal (Rajah 1.0). Kajian multispesies melibatkan dua atau lebih organisma dan dibentuk supaya organisma tersebut dapat berinteraksi. Terdapat dua bentuk kajian multispesies iaitu mesocosm dan microcosm  seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1.0.

Rajah 1.0         Klasifikasi ujian ketoksikan dalam bidang toksikologi sekitaran

Ujian ketoksikan yang melibatkan spesies tunggal adalah ujian ketoksikan akut dan kronik. Ujian ketoksikan akut dijalankan untuk menentukan kesan akut terhadap organisma kajian yang di dedahkan kepada sesuatu bahan cemar. Ujian ketoksikan akut melibatkan masa pendedahan selama 96 jam atau kurang dan titik akhir bagi ujian ini adalah kematian. Ujian ketoksikan kronik digunakan untuk menentukan kesan jangka masa yang panjang dan tidak melibatkan kematian. Ujian ini melibatkan kesan terhadap organisma kajian seperti kadar kesuburan, pertumbuhan dan kesan pada sistem pembiakan sama ada merencatkan sistem pembiakan atau memberikan kesan yang negatif kepada kadar kesuburan organisma. Ujian ini memberikan maklumat tentang peratus kepekatan bahan cemar kajian yang boleh memberikan kesan terhadap ciri sensitif organisma kajian seperti terhadap tingkah laku organisma tersebut.

Terdapat dua kategori kesan toksik dalam kajian toksikologi iaitu kesan ketoksikan akut dan ketoksikan kronik. Sejak 1950, ujian ketoksikan akut merupakan satu kaedah yang penting digunakan dalam pemonitoran kesan pencemaran. Ujian ketoksikan akut adalah kajian yang melibatkan penggunaan organisma hidup untuk menentukan kesan toksik sesuatu sebatian atau beberapa sebatian kajian di bawah keadaan terkawal. Ujian ketoksikan ini merupakan salah satu kaedah ketoksikan yang menyediakan maklumat tentang kematian relatif organisma yang didedahkan kepada ketoksikan sesuatu bahan dalam jangka masa yang pendek.

Ujian ketoksikan akut boleh memberikan maklumat yang cepat dan tepat dalam menentukan sama ada ujian seterusnya harus diteruskan atau tidak. Selain itu, ujian ini dapat memberikan maklumat mengenai kepekatan yang seharusnya digunakan dalam ujian separuh maut. Ujian ini memberikan nilai ekologi, saintifik dan diakui oleh undang-undang, mudah, murah serta menjimatkan kos. Ujian ini telah dibentuk bagi mengesan kepekatan bahan yang dapat memberikan kesan ketoksikan kepada organisma kajian dalam bentuk peratus kematian.

Ujian ketoksikan akut dijalankan dalam jangka masa yang pendek untuk menentukan kesan bahan toksik terhadap organisma akuatik kajian. Ujian ini menilai kesan logam kajian terhadap organisma akuatik kajian dalam masa 24 jam hingga 96 jam. Ujian ini biasanya menggunakan lima kepekatan dengan satu kawalan, di mana menggunakan 10 hingga 20 organisma bagi setiap kepekatan logam kajian.

Melalui kaedah ujian ini, data ketoksikan boleh diperoleh dengan cepat dan mudah. Oleh itu, ujian ini berguna bagi menganggarkan ketoksikan keseluruhan dan menilai ketoksikan relatif bagi bahan kimia yang berbeza ke atas organisma akuatik kajian. Selain daripada itu, ujian ketoksikan akut dapat menilai kepekatan relatif bagi organisma yang berlainan untuk keadaan yang berbeza seperti suhu atau pH. Hasil daripada ujian ini boleh digunakan untuk menentukan kepekatan yang diterima bagi pendedahan jangka masa pendek.

RUJUKAN

[1] Adams, W.J. & Rowland, C.D. 2003. Aquatic toxicology test methods. Boca Raton: CRC Press LLC.

[2] Buikema, Jr. A.L., Niederlehner, B.R. & Cairns Jr, J. 1982. Biological monitoring. Part IV-toxicity testing. Water Research 16: 239-262

[3] Kane, A.S., Salierno, J.D. & Brewer, S.K. 2005. Fish models in behavioral toxicology: Automated technique, updates and perspectives. London: Taylor & Francis Group.

[4] Kapanen, A. & Itavaara, M. 2001. Ecotoxicity tests for compost applications. Environ. Safe 49: 1-16.

[5] Mance, G. 1987. Pollution threat of heavy metals in aquatic environment. Essex: Elsevier Science Publishers Ltd.

[7] Markwiese, J.T., Ryti, R.T., Hooten, M.M., Michael, D.I. & Hlohowskyj. I. 2001. Toxicity bioassays for ecological risk assessment in arid & semiarid ecosystem. Environ. Contam. Toxicol. 168: 43-98.

[8] Mason, M.F. 1991. Biology of freshwater pollution. Ed. ke-2. New York: Longman Scientific & Technical.

[9] Rand, G.M. & Petrocelli, S.R. 1985. Introduction to aquatic toxicology. Dlm. Rand, G.M. & Petrocelli, S.R. (pnyt.). Fundamentals of aquatic toxicology, hlm. 1-28. United States of America: Hemisphere Publishing Corporation.

[10] Rand, G.M. & Petrocelli, S.R. 1985. Introduction to aquatic toxicology. Dlm. Rand, G.M. & Petrocelli, S.R. (pnyt.). Fundamentals of aquatic toxicology, hlm. 1-28. United States of America: Hemisphere Publishing Corporation.

[11] Selivanovskaya, S.Y., Latypova, V.Z., Stepanova, N.Y. & Hung, Y. 2007. Bioassay of industrial waste pollutants. London: Taylor & Francis Group.

[12] Van Veld, P.A. & Nacci, D.E. 2008. Toxicity resistance. London: Taylor & Francis Group.

[13] Van, B.P. & Doelmann, P. 1997. Significance and application of microbial toxicity tests in assessing ecotoxicological risks of contaminants in soil and sediments. Chemosphere 34: 445-499