Analisis Risiko toksin secara kuantitatif

  1 RISK ASSESSMENT

RISK ASSESSMENT

SECARA KUANTITATIF SECARA KUANTITATIF Oleh :

  Oleh : Abdul Rohim Tualeka

  Abdul Rohim Tualeka

  2 PENILAIAN RISIKO SECARA PENILAIAN RISIKO SECARA

KUANTITATIF TOKSIN DALAM TUBUH

KUANTITATIF TOKSIN DALAM TUBUH

Penilaian risiko dilakukan secara kualitatif dilakukan

  Penilaian risiko dilakukan secara kualitatif dilakukan dengan menggunakan data-data kuantitatif. dengan menggunakan data-data kuantitatif.

  Gambaran penilaian risiko secara kuantitatif maupun Gambaran penilaian risiko secara kuantitatif maupun keterkaitan analisis risiko dengan studi epidemiologi keterkaitan analisis risiko dengan studi epidemiologi tertera pada dua diagram alir pada halaman berikut. tertera pada dua diagram alir pada halaman berikut.

  RISK as health effect: RQ > 1

  RfC

  I RQ  Intake (

  I) Environmental Concentration

  ( C _g

  ) Anthropometry ( R _i , W _b ) Activity

  ( t _E , f _E ,

  D _t ) RfC

  NOAEL, LOAEL Toxicity Assessment UF, MF

  Risk Management: Scenarios for I = RfC by manipulating

  I C reduction t _E , f _E , D _t minimization Anthropometric/

  Behavioural Intervention Legal Intervention

  Environmental Quality Analysis Surveyed or default

  Surveyed or default Animal test, epidemiology (human & molecular), structure-reactivity relationship

  Technology Intervention

  Risk Assessment Process Risk Assessment Process

  Hazard Identification Dose Response Exposure Assessment Risk characterization

  04/21/19

  5 IDENTIFIKASI SIFAT KIMIA

  IDENTIFIKASI SIFAT KIMIA TOKSIN TOKSIN

  A. Karsinogen :

  A. Karsinogen :

Benzoapirin ,Benzena, Arsen,

  

Benzoapirin ,Benzena, Arsen,

dll. dll.

  B. Non karsinogen :

  B. Non karsinogen : H2S, CO, NOx, dll. H2S, CO, NOx, dll.

  C. karsinogen-Non karsinogen

  C. karsinogen-Non karsinogen Benzoapirin, Benzena

  Benzoapirin, Benzena

DUA EFEK ZAT TOKSIK DUA EFEK ZAT TOKSIK

  NONKARSINOGENIK 

  Berambang (threshold) 

  Ada dosis di atas nol yang tidak berefek sampai dosis tertentu tercapai

   Risiko dinyatakan sebagai

  berupa Hazard Qoutient & Hazard Index berdasarkan Intake dan Reference Dose

  KARSINOGENIK 

  Tidak Berambang (nonthreshold) 

  Selalu ada efek pada setiap dosis di atas nol 

  Risiko dinyatakan sebagai CANCER RISK:

NONCANCER HAZARD

  1. Slope Factor (risk per doses) 2.

  Unit Risk (risk per media concentrations)

  3. Cancer Risk Kurva Teoretis Dosis-Respon Nonkarsinogenik n po es R

  LOAEL NOAEL Dosis

SLOPE FACTOR

  _{ d} r

  Kurva Teoretis Dosis-Respon Karsinogenik n a po b c es R r

  Ekstrapolasi linier (linearized model) Dosis d r SLOPE FACTOR

   d Risk Assessment Process Risk Assessment Process

  Hazard Identification Dose Response Exposure Assessment Risk Characterization

  

REFERENCE DOSE (RfD) - 1



  RfD menyatakan risiko nonkarsinogenik dan efek-efek nonkarsinogenik zat karsinogen.

   RfD adalah estimasi pajanan harian (dengan rentang ketidakpastian satu orde) bagi populasi umum (termasuk

subkelompok yang sensitif) yang tidak

akan mengalami risiko efek-efek merugikan kesehatan sepanjang hayat.

  

11

Beberapa Contoh

Beberapa Contoh RfD

  Rat subchronic inhalation study, Broderson et al, 1976

  1 Hyperpigmentation, Hyperpigmentation, keratosis and keratosis and possible vascular possible vascular complication complication

  1

  3

  3

  RfD = 3E-4 mg/kg/day mg/kg/day

  As (water) RfD = 3E-4

  1 Decrease pulmonary function or changes in subjective syptomatology; increase severity of rhinitis and pneumonia with respiratory lesions

  Risk Agent RfD UF MF Critical Effect Reference H ₂ S (air) RfC = 2E-3 mg/M ³

  1

  30

  30

  NH ₃ (air) RfC =1E-1 mg//M ³

  1 Nasal lesions of olfactory mucosa Rat sub chronic inhalation study, Brennemen et al, 2000

  1

  300 300

  Human chronic oral exposure Tseng, 1977; Tseng et al., 1968

• Chemical sector animal Human Quality or Severity

  04/21/19

  12 Size of Uncertainty factors used in risk assessment Size of Uncertainty factors used in risk assessment

  Chemical sector animal Human Quality or Severity studies Studies Quantity effect studies Studies Quantity effect to human to human of data to human to human of data

  Food additives 100 10 2-10 10 Food additives 100 10 2-10 10

  Food contaminants 100 10 2-10 10 Food contaminants 100 10 2-10 10 Agricultural pesticide Agricultural pesticide 100 10 2-10 2-10 100 10 2-10 2-10 Veterinary Products 100 10 2 or 5 2-10

  Veterinary Products 100 10 2 or 5 2-10

Non agricultural pesticides A100 10 n.s 5-10

  

Non agricultural pesticides A100 10 n.s 5-10

Industrial Chemicals n.s n.s n.s n.s

  Industrial Chemicals n.s n.s n.s n.s

Consumer products 100 10 2-more 2 or more Consumer products 100 10 2-more 2 or more

Drinking water 100 10 10 10 Drinking water 100 10 10 10 Air Pollutans :

  Air Pollutans :

Animal data only 100 10 10 10

  

Animal data only 100 10 10 10

Air quality standards B n.a 10 x 10 n.a n.a

  Air quality standards B n.a 10 x 10 n.a n.a EAL n.a 100 C n.a 500 C EAL n.a 100 C n.a 500 C

Human medicines n.a n.a n.a n.a Novel Human medicines n.a n.a n.a n.a Novel

foods n.a n.a n.a n.a foods n.a n.a n.a n.a

  Ket : EAL = esnvironmental assessment levels Ket : EAL = esnvironmental assessment levels

  A (smeller factors accepted),B(in benzena),C(100-500 kali EAL) A (smeller factors accepted),B(in benzena),C(100-500 kali EAL) Sumber : Risk Assessment and Toxicology, MRC Institute,1999.

  Sumber : Risk Assessment and Toxicology, MRC Institute,1999.

  Risk Assessment Process Risk Assessment Process

  Hazard Identification Dose Response Exposure Assessment Risk characterization

  

Exposure Assessment

Exposure Assessment

  Penilaian paparan Mengetahui besaran paparan dan jalan masuk ke dalam tubuh

  Means of Exposure Occupational Exposure, i.e. exposure at workplace

  Community Exposure, i.e. exposure at workplace

  Exposure Assessment Exposure Assessment

  

Exposure Assessment

Exposure Assessment

  Lungs Exposure (Inhalation) Routes of Exposure

  Dermal Exposure (Skin)

  Ingestion

VARIABEL PERHITUNGAN

  

INTAKE

JALUR PAJANAN

VARIABEL INTAKE

  3

  3 Inhalasi (udara) C (mg/M ), R (M /jam), t (jam/hari), f (hari/tahun),

  E E D (tahun), W (kg) t b

  Inggesi (air/makanan) C (mg/L), f (hari/tahun), E

  D (tahun), W (kg) t b

  Absorbsi (kontak kulit) C (mg/L), t (jam/hari), E f (hari/tahun), D (tahun),

  E t W (kg)

PERHITUNGAN INTAKE

  avg b E t E W t D f CRt

  I  I = intake (asupan), jumlah risk agent yang diterima individu per berat badan per hari (mg/kghari)

  C = konsentrasi risk agent, mg/M ³ (udara), mg/L (air minum), mg/kg (makanan) R = laju (rate) asupan, 20 M ³ /hari (udara), 2 L/hari (air minum?) t _E = waktu pajanan harian, jam/hari f _E = frekuensi pajanan tahunan, hari/tahun D _t = durasi pajanan, real time atau 30 tahun proyeksi W _b = berat badan, kg t _avg = perioda waktu rata-rata, 30 tahun  365 hari/tahun (non karsinogen) atau 70 tahun  365 hari/tahun (karsinogen )

  Persamaan Intake:

  

US-EPA Default Exposure Factor

Land Use Exposure

  Pathway Daily Intake Exposure Frequency

  Exposure Duration Body Weight

  Residensial Air Minum Tanah & debu Inhalasi kontaminan

  2L (dewasa)

  1 L (anak) 100 mg (dewasa) 200 mg (anak)

  20 M ³ (dewasa)

  12 M ³ (anak) 350 hari/tahun 350 hari/tahun 350 hari/tahun

  30 tahun 6 tahun 24 tahun 30 tahun

  70 kg (dewasa) 15 kg (anak) 70 kg (dewasa) 70 kg (dewasa)

  Industri & Komersial Air minum Tanah & debu Inhalasi

  1 L 50 mg

  20 M ³ (hari kerja) 250 hari/tahun 25 tahun 70 kg (dewasa) Pertanian Konsumsi tanaman

  42 g (bebuahan) 80 g (sayuran) 350 hari/tahun 30 tahun 70 kg (dewasa) Rekreasi Konsumsi ikan lokal 54 g 350 hari/tahun 30 tahun 70 kg (dewasa)

  Abdur Rahman©2004

  CONTOH TABEL ANTROPOMETRI No.

  14

  10

  62 dst 17 350

  8

  5 14 350

  85

  15

  4 8 350

  56

  3 19 350

  Resp Lama Pajanan (t _E ) jam Frek. Pajanan

  45

  14

  2 14 350

  73

  14

  1 10 350

  (W _b ) kg

  (f _E ) hari/tahun Lama Mukim (D _t ) tahun Berat Badan

  62 Tabel 1. Antropometri Pedagang Kaki Lima (R = 0,83 M ³ /jam) di Terminal Terboyo, Semarang, 2003, untuk menghitung intake inhalasi SO ₂ (35,6 g/M ³ ), NO ₂ (49,7 g/M ³ ), TSP (322,6 g/M ³ ) dan Pb (0,04 g/M ³ ) .

  Contoh 1: Perhitungan Intake NO 2 dan

  Indeks

Bahaya (RQ) (data dari Tabel 1)

  0,0057 mg/kg/hari tahun hari 365 tahun

  30 kg

  45 tahun

  14 tahun hari

  350 hari jam

  14 jam M 83 ,

  M mg 0,0497

  3

  3 _(NO2)

    

      

  I ^{2 SO I} NO ₂ = 49,7 g/M ³ (arithmetic mean) RfC-NO ₂ = 0,02 mg/kg/hari (US-EPA, 1990)

  Contoh 2 : Analisis & Manajemen Risiko Contoh 2 : Analisis & Manajemen Risiko

  Arsen di Desa Buyat, Sulawesi Utara Arsen di Desa Buyat, Sulawesi Utara

  Konsentrasi As dalam air sumur 0,04-0,1 mg/L

   (BTKL Manado 2005)

Estimasi risiko dengan konsentrasi As maksimum

   (0,1 mg/L) (1) Perhitungan asupan:

  , 1 mg/L

  2 L/hari 350 hari/tahun 30 tahun   

  I

  3 ,

  49 E 3 mg/kg/hari 

   

  nk

  55 kg 365 hari/tahun 30 tahun  

  , 1 mg/L

  2 L/hari 350 hari/tahun 30 tahun   

  1 ,

  49 E 3 mg/kg/hari 

• I

  

  k

  55 kg 365 hari/tahun 70 tahun   Risk Assessment Process Risk Assessment Process

  Hazard Identification Dose Response Exposure Assessment Risk characterization

  Risk Characterization Carcinogenic Risk Non-carcinogenic Risk

  Risk Characterization Risk Characterization Ringkasan Karakterisasi Risiko Ringkasan Karakterisasi Risiko

   Risiko nonkarsinogenik dinyatakan sebagai Risk Qoutient (RQ), dihitung membagi asupan (I ) dengan nk dosis referensi (RfD atau RfC):

  I RQ

  

  RfD atau RfC 

  Risiko karsinogenik dinyatakan sebagai Excess Cancer

Risk (ECR), dihitung dengan mengalikan asupan (I )

k dengan CSF:

  1 ECR = I (mg/kg/hari) x CSF (mg/kg/hari) k Baku Mutu Anjuran Kesehatan Baku Mutu Anjuran Kesehatan

   Memakai RfD sebagai dosis harian aman

   Air minum bukan satu-satu sumber, kontribusinya paling banyak 80% dari total asupan (EPA 1990) 

  DWEL : Drinking Water Equivalent Level 

  MCLG : Maximum Contaminant Level Goal

  (L/hari)

  t b R W RfD

  DWEL

   

  DWEL x Kontrb % 

  MCLG

  Contoh 1: Perhitungan Intake NO 2 dan

  Indeks

Bahaya (RQ) (data dari Tabel 1)

  0,0057 mg/kg/hari tahun hari 365 tahun

  30 kg

  45 tahun

  14 tahun hari

  350 hari jam

  14 jam M 83 ,

  M mg 0,0497

  3

  3 _(NO2)

    

      

  I ^{2 SO I} NO ₂ = 49,7 g/M ³ (arithmetic mean) RfC-NO ₂ = 0,02 mg/kg/hari (US-EPA, 1990)

  285 , 02 , _NO2 0057 ,  

  RQ Karena RQ<1, pajanan 49,7 g NO ₂ /M ³ udara selama 14 tahun untuk orang dengan berat badan 45 kg aman bagi kesehatan, jika pola pajanannya 14 jam per hari selama 350 hari per tahun.

  Contoh 2 : Analisis & Manajemen Risiko Contoh 2 : Analisis & Manajemen Risiko

  Arsen di Desa Buyat, Sulawesi Utara Arsen di Desa Buyat, Sulawesi Utara

  Konsentrasi As dalam air sumur 0,04-0,1 mg/L

   (BTKL Manado 2005)

Estimasi risiko dengan konsentrasi As maksimum

   (0,1 mg/L) (1) Perhitungan asupan:

  , 1 mg/L

  2 L/hari 350 hari/tahun 30 tahun   

  I

  3 ,

  49 E 3 mg/kg/hari 

   

  nk

  55 kg 365 hari/tahun 30 tahun  

  , 1 mg/L

  2 L/hari 350 hari/tahun 30 tahun   

  1 ,

  49 E 3 mg/kg/hari 

• I

  

  k

  55 kg 365 hari/tahun 70 tahun  

  (2) Perhitungan risiko: 0,00349 mg/kg/hari

  RQ 11 ,

  63   , 0003 mg/kg/hari

  ECR = 1,49103 mg/kg/hari  1,5 (mg/kg/hari) = 2,23E-3 Interpretasi: Air sumur yang mengandung As 0,1 mg/L sangat tidak aman (nonkarsinogenik & Karsinogenik) bila diminum 2 L/hari selama 350 hari/tahun dalam jangka 30 tahun oleh orang dengan berat badan 55 kg atau kurang. Batas aman menurut durasi pajanan bisa menentukan kapan

   gejala gangguan As (maksimum) bisa ditemukan Durasi dihitung dengan mengganti I dengan RfD

   RfD W t

   

  b avg D (tahun)

  

  t C R f

   

  E

  , 0003 mg/kg/hari 55 kg 365 hari/tahun 30 tahun   

  D

  2 , 58 tahun 

  

  t

  , 1 mg/L

2 L/hari 350 hari/tahun

   

  Interpretasi:

Efek toksik As diramal bisa ditemukan pada orang dewasa 55

kg yang telah mengonsumsi air minum mengandung As 0,1

mg/L selama  3 tahun dengan laju konsumsi 2 L/hari selama

350 hari/tahun.

  

Contoh 3 : Perhitungan Intake Arsen

dalam Air Minum

1. Keadaan & Masalah

   SF 1,5 per (mg/kghari)

  RfD (anorganik) 2,6  10-4 mg/kghari

   Baku mutu air minum 0,01 mg/L (Kepmenkes 907/2002)

   (a) Berapa Risk Quotient & Excess Cancer Risk bagi orang dengan BB 55 kg & konsumsi 2,5 L/hari, jika konsentrasi As dalam air minum 0,01 mg/L?

  (b) Apakah air minum tsb aman dikonsumsi (dari efek nonkarsinogenik dan karsinogenik)?

  

(c) Berapa seharusnya baku mutu As untuk air minum untuk

melindungi efek nonkarsinogenik dan karsinogenik?

2. Jawaban (a)

  RfD

  

      

ECR

  1  

  10 9 ,

  ( 2 hari) mg/kg 1,5 hari) (mg/kg

  4 10 85 ,

  I RQ 5 -1

  Intake nonkarsinogen: Intake karsinogen

  , 00044 hari mg/kg ) hari/tahun 365 tahun (30 kg) (55 ) 30 ( hari/tahun 350 ( L/hari) 2,5 ( mg/L) (0,01 tahun)

  1 , 00026 hari mg/kg , 00044 hari mg/kg

  I 7 ,

   ^ _k

  ) 30 ( hari/tahun 350 ( L/hari) 2,5 ( mg/L) (0,01 tahun) ₄        

  10 9 , 1 ) hari/tahun 365 tahun (70 kg) (55

  I hari mg/kg

          _nk

      

  Jawaban (b) Jawaban (b)

   Karena RQ>1, air minum tsb tidak aman dari efek nonkarsinogenik (efek-efek selain kanker & mutasi gen seperti keratosis). _

  5 

  2 ,

  85

10 Karena ECR = menunjukkan ada 3 kasus 

  tambahan kanker per 100.000 penduduk, air minum tsb kurang aman untuk efek kanker (seperti kanker kulit).

  Jawaban c Jawaban c

  (Baku) Anjuran Kesehatan (Baku) Anjuran Kesehatan

  ( Health Advisories ) Arsen ( Health Advisories ) Arsen

  Memakai RfD sebagai dosis harian aman

  

Air minum bukan satu-satu sumber, paling

   banyak 80% (EPA 1990) Perhitungan:

   , 0003 mg/kg/hari 55 kg 

  DWEL , 00715 mg/L 

  

2 L/hari

  0,006 mg/L MCLG = 0,80,00715 mg/L = 0,0057 mg/L  Padahal, baku mutu As menurut

   KepMenKes 907/2002 adalah 0,01 mg/L sehingga nilai itu kurang cocok untuk orang Indonesia; Jadi, berapa seharusnya baku mutu As

   untuk air minum orang Indonesia?