Lethal Dose (LD) 50 dan Lethal Concentration (LC) 50
Suhendrayatna Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala Jalan Tgk. Syech Abdul Rauf No. 7, Darussalam Banda Aceh 23111, Indonesia
2011
Toksisitas suatu bahan beracun (kimia) dapat ditentukan dengan salah satu ukuran, yaitu LC50 atau LD50 Pertemuan ini diarahkan kepada mencari nilai pendugaan lethal concentration (LC50) dan LD50
LD50 merupakan dosis suatu bahan uji yang dapat menimbulkan kematian 50 % hewan uji. LD50 digunakan pada hewan uji darat, misal tikus atau kelinci dengan cara memasukkan bahan uji ke dalam makanan atau minuman. Dengan demikian pada uji LD50 bahan uji masuk ke dalam tubuh hewan uji dengan perantaraan media padat (makanan) atau cair (minuman) melalui mulut (oral).
LC50 1. 2. 3.
konsentrasi suatu bahan uji yang dapat menimbulkan kematian 50 % hewan uji. Konsentrasi suatu bahan/zat uji dihitung di dalam media uji atau larutan uji. Bila bahan uji berupa padatan konsentrasi dapat berupa mg atau g bahan uji yang dilarutkan dalam 1 liter air atau pelarut. Bila bahan uji adalah larutan limbah, konsentrasi dapat ditentukan dalam bentuk bagian, misal 2 bagian larutan limbah di dalam 8 bagian air atau konsentrasi limbah 20 %.
•
Uji toksisitas adalah suatu pengujian yang digunakan untuk mengevaluasi konsentrasi bahan kimia dan lamanya pemaparan yang dapat menimbulkan pengaruh tertentu.
•
Prinsip dari uji toksisitas adalah untuk mengidentifikasi bahan kimia yang dapat menimbulkan dampak negatif bagi biota perairan. Salah satu uji toksisitas yang sering digunakan adalah uji toksisitas akut
•
Uji toksisitas akut yang paling umum dilakukan adalah uji letalitas akut. Pengujian ini umumnya dilakukan selama 72 jam (untuk ikan, makroinvertebrata, dan amphibia), namun untuk beberapa spesies yang sukar ditentukan mati atau tidaknya ( Daphnia, sp. dan midge larvae) terkadang pengujiannya dilakukan dalam 48 jam saja (Darmayanti, 1997; OECD, 1998).
•
Hasil dari pengujian ini diekspresikan dalam nilai LC50-96 jam atau LC50-72 jam.
•
Bioakumulasi, biokonsentrasi dan biomagnifikasi merupakan proses yang saling berkaitan pada rantai makanan di lingkungan khususnya yang berkaitan dengan kemampuannya dalam pengambilan logam berat (Baudo, 1975).
Lethal Concentration, LC50 •
LC50 merupakan salah satu parameter yang dapat menentukan derajat toksisitas bahan kimia terhadap makhluk hidup. Alasan penggunaan nilai ini karena secara eksperimental pengaruh terhadap 50% dari populasi uji adalah pengukuran toksisitas yang paling mudah diulang dan ditentukan.
•
Metode yang telah dikembangkan untuk menentukan nilai LC50 antara lain metode grafik, metode parametrik (probit dan metode logit), metode non-parametrik (Spearmen-Karber dan Trimmed Spearmen-Karber), serta interpolasi numerik (moving avarage).
•
Namun, tidak semua metode sesuai untuk semua data dan metode perhitungan LC50 tidak dapat dipilih sebelum seluruh pengujian selesai (Hindarti, 1997).
•
Hasil Penelitian ini menfokuskan pada studi tentang toksisitas logam merkuri pada ikan Plati (Oryzias latipes) dengan mengaplikasikan Metode Probit Bosvine – Nash untuk mencari nilai pendugaan lethal concentration (LC50) atau konsentrasi yang menyebabkan kematian organisme sebanyak 50 persen. LC50 merupakan salah satu parameter yang dapat menentukan derajat toksisitas logam merkuri terhadap ikan.
Perbandingan derajat toksid Logam Berat terhadap ikan Plati (Oryzias latipes )
Logam Berat Arsen (As) As (III) As (V) Timbal Pb (II)
Toleransi, LC50 (mg/L) 14,6 20,0 947,7
Literatur Suhendrayatna, dkk. (2002) Kuroiwa, dkk (1994) Suhendrayatna, dkk. (2003)
Khromium
Cr (VI)
1601,6
Suhendrayatna dan Elvitriana (2008)
Merkuri (Hg)
Hg (II)
1,54
Suhendrayatna dan Elvitriana (2009)
Perbandingan derajat toksid Tributyltin terhadap Organisme
Sumber : Hodgson, 2004
Lethal Dose, LD50 • LC50 merupakan Lethal Dose (LD50) merupakan dosis suatu bahan uji yang dapat menimbulkan kematian 50 % hewan uji.
• LD50 digunakan pada hewan uji darat, misal tikus atau kelinci dengan cara memasukkan bahan uji ke dalam makanan atau minuman. Dengan demikian pada uji LD50 bahan uji masuk ke dalam tubuh hewan uji dengan perantaraan media padat (makanan) atau cair (minuman) melalui mulut (oral). Lamanya waktu uji toksisitas akut adalah beberapa hari, biasanya dari satu sampai empat hari yang dihitung dengan jam. • Dengan demikian LD50 ada yang LD50 – 24, LD50 – 48, LD50 – 72 dan LD50 – 96, yang dilakukan masing-masing 24, 48, 72 dan 96 jam. Namun uji toksisitasuntuk mengetahui LD50 yang paling umum dilakukan selama 96 jam.
Nilai LD 50
(Sumber : Hodgson, 2004)
Nilai LD 50 bervariasi terhadap jenis hewan dan toxicant Contoh : TCDD (2,3,7,8-tetrachlorodibenzo- p-dioxin) LD50 for male rats, 0.022 mg/kg; LD50 for female rats, 0.045 mg/kg; LD50 for female guinea pigs (the most sensitive species tested), 0.0006 mg/kg.
The US EPA has developed “category use” definitions based on toxicity. Category I : pesticides are highly hazardous, are classified as restricted use and have an oral LD50 less than or equal to 1.0/kg of body weight; category II : pesticides are moderately toxic and have an oral LD50 less than or equal to 500 mg/kg; category III pesticides are generally nontoxic and have an oral LD50 less than or equal to 15,000 mg/kg. In addition the US EPA has developed a “carcinogenicity categorization” to classify pesticides for carcinogenicity
Ranking Nilai LC 50 dan LD 50
Sumber : Hodgson, 2004
Analisis Probit Metode Bosvine-Nash Nilai toksisitas (LC50) dihitung dengan menggunakan metode analisa probit Busvine Nash (Koestani, 1985). Langkah perhitungan pendugaan nilai LC50 ini dilakukan dengan menghitung: (1) Probit Empirik, (2) Probit yang diharapkan, (3) Probit yang dikerjakan, dan (4) Probit Sementara. Perhitungan Probit Empirik diawali dengan menghitung persentase koreksi mortalitas dari setiap konsentrasi perlakuan menurut persamaan Abbot’s (OECD, 1998), yaitu:
Pt (%)
Po Pc 100 Pc
100%
dimana Pt adalah koreksi mortalitas untuk setiap perlakuan (%), Po merupakan persentase hewan yang mati untuk setiap perlakuan, Pc adalah Persentase hewan yang mati pada kontrol. Jika persentase hewan yang mati pada kontrol (Pc) lebih besar dari 25%, maka penelitian harus diulang kembali. Probit empirik diperoleh dengan mentransformasikan nilai Pt pada Tabel transfortasi probit (Poltier, 1978).
Langkah selanjutnya adalah menghitung probit yang diharapkan (Y) dengan persamaa regresi; Y = a + bx ……………. (2) Nilai a dan b yang konstan akan diperoleh dengan metode eliminasi. Nilai probit yang diharapkan ini selanjutnya ditransformasikan pada Tabel transfortasi probit (Poltier, 1978). Perhitungan probit yang dikerjakan (y) mengacu kepada persemaan: y = yo + k. p ……………..(3) dimana: y adalah nilai probit yang dikerjakan, yo dan k diperoleh dari Tabel Faktor perhitungan Probit dan Koefisien Berat (Poltier, 1978), sedangkan p merupakan persentase koreksi mortalitas untuk setiap konsentrasi. Langkah selanjutnya menghitung Probit sementara (Y’) dengan persamaan:
Y’= y + b (Xlog. konsentrasi – Xdata analisa rata-rata ) ….. (4) Nilai b merupakan kemiringan garis regresi yang dapat diperoleh dengan persamaan berikut: wxy x.wy b = (5) …………….. wx 2 x.wx
Nilai pendugaan di atas mempunyai nilai varians (Vm) yang dihitung dengan persamaan: 2 1 1 (m x) 2 2 ( wx ) b w wx 2 w
………..
(7)
Hasil analisis pendugaan LC50 dengan Metode Busvine – Nash
N o
Konsentra si (mg-Hg/L)
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 Kontrol
Persenta s Kematia n (%) 95 80 60 40 20 10 0
Log Konsentra si
Probit Empiri k
Probit yang diharapka n
Probit yang dikerjaka n
Probit sementar a
1,477 1,398 1,301 1,176 1,000 0,699 -
5,76 5,52 5,23 4,86 4,33 3,43 -
5,8 5,5 5,2 4,9 4,3 3,4 -
6,358 5,812 5,256 4,718 4,170 3,812 -
6,03 5,75 5,40 4,96 4,33 3,27 -
Kondisi pemaparan: waktu pemaparan 72 jam, jumlah ikan 10 ekor setiap perlakuan, panjang ikan 4,5+0,1 cm, berat ikan 1,5+0,05 mg, temperatur 30+2 oC, pengudaraan cukup dalam akuarium, pH air 7,6 – 7,8.
Hubungan probit dengan log konsentrasi dalam perhitungan LC50 Logam Merkuri terhadap ikan Oryzias latipes dengan metode Busvine – Nash 7
probit empirik
6.5
probit diharapkan probit dikerjakan probit sementara
6
5.5
5 t i b o r P 4.5
4
3.5
3
2.5 0.5
0.7
0.9
1.1
Log Konsentrasi
1.3
1.5
1.7
Kondisi pemaparan: waktu pemaparan 72 jam, jumlah ikan 10 ekor setiap perlakuan, panjang ikan 4,5+0,1 cm, berat ikan 1,5+0,05 mg, temperatur 30+2 oC, pengudaraan cukup dalam akuarium, pH air 7,6 – 7,8.
TERIMA KASIH
