Artikel Kimia Lingkungan Degradasi Pesti
Artikel Kimia Lingkungan
Degradasi Pestisida Karbamat
Disusun oleh :
Della Afriana
Shofiatul Hanani
Anindia Nurul C
Denis Alkaroma
Siti Sumadyah
Nadhira Izzatur Silmi
145090201111005
145090201111002
145090200111008
145090200111005
145090200111020
145090200111026
Jurusan Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Brawijaya
Degradasi Pestisida Golongan Karbamat
Pestisida mempunyai peranan penting untuk membantu mengatasi permasalahan
organism pengganggu pada tanaman. Lahan pertanian yang terkontaminasi pestisida
menyebabkan terjadinya penumpukan bahan berbahaya dan beracun dalam tanah. Pestisida
memiliki tiga jenis, yaitu karbamat, organoklorin dan organofosfat. Pestisida karbamat adalah
pestisida yang didasarkan pada asam karbamik (H 2NCOOH). Insektisida dari golongan
karbamat merupakan racun saraf yang bekerja dengan cara menghambat kolin esterase (ChE).
Hambatan pada penggunaan pestisida jenis karbamat bersifat reversible (bisa dipulihkan).
Pestisida dari kelompok karbamat relative mudah diurai di lingkungan dan tidak terakumulasi
oleh jaringan lemak hewan. Insektisida karbamat merupakan kelompok senyawa yang baru da
nmempunyai daya kerja serupa dengan organofosfat, bertindak sebagai peracun syaraf.
Karbamat juga merupakan insektisida yang banyak anggotanya dan bisa diklasifikasikan
menjadi beberapa sub-kelompok. Berikut beberapa insektisida karbamat (Djojosumarto,
2008) :
1. Naftil karbamat contohnya karbaril
2. Benzofuranil metilkarbamat, contohnya karofuran
3. Dimetilkarbamat, contohnya dimetan
4. Oxime karbamat, contohnya methomil
5. Fenil metilkarbamat, contohnya fenobucarb
Gejala klinik yang ditimbulkan oleh keracunan insektisida karbamat adalah hambatan
pertumbuhan, kelumpuhan, kelemahan umum, ataksia, dan dapat berakhir dengan kematian.
Keracunan bahan tersebut dapat menimbulkan perubahan patologik, meliputi diskondroplasia
tibia, gangguan perkembangan testis akibat degenerasi epitel seminiferus, degenerasi serabut
saraf, dan kongesti pada berbagai jaringan dan organ.
Proses degradasi adalah proses terjadinya peruraian pestisida setelah digunakan, dapat
terjadi sebagai akibat adanya; mikroba, reaksi kimia, dan sinar matahari. Prosesnya dapat
terjadi setiap saat dari hitungan jam, hari, sampai tahunan bergantung pada kondisi
lingkungan dan sifat-sifat kimia pestisida(Manuaba, 2009).
1. Degradasi secara Kimia
Degradasi secara kimia adalah proses degradasi akibat terjadi reaksi – reaksi
kimia. Tipe dan kecepatan reaksi yang terjadi dipengaruhi oleh ikatan antara pestisida
dengan tanah, temperature dan pH tanah.
2. Degradasi secara Fotokimia
Degradasi foto kimia adalah degradasi pestisida oleh adanya sinar matahari (UV/
H2O2). Tingkat degradasi akibat sinar matahari ini dipengaruhi oleh intensitas dan
spectrum sinar matahari, lamanya terpapar, dan sifat pestisida. Pestisida dapat mengalami
degradasi lebih cepat beasal rumah kaca yang beratapkan plastic dibandingkan dengan
yang beratapkan kaca, Karena kaca mampu menahan sinar UV lebih baik dibandingkan
plastik.
3. Degradasi secara Biokimia
Degradasi biokimia adalah degradasi pestisida oleh adanya degradasi pestisida
dalam tanaha melalui tiga cara yaitu foto dekomposisi, transformasi kimiawi dan
degradasi mikrobiologis. Dalam proses transformasi kimiawi air berperan sebagai
media reaksi, rektan atau keduanya. Reaksi-reaksi ini meliputi hidrolisis,
oksidasi, reduksi dan isomerisasi. Reaksi-reaksi ini dapat dikatalis oleh permukaan liat
oksida dan ion logam serta bahan organik.
Contoh dari degradesi golongan karbamat diantara :
a) Karbaril
Karbaril adalah salah satu pestisida golongan karbamat yang mempunyai rumus
umum C12H11NO2 dengan berat molekul 201,23 gram/mol. Nama kimia dari carbaril
adalah 1-napthyl N-methylcarbamate. Carbaril berupa padatan yang warnanya berada
diantara tak berwarna – putih – abu – abu tergantung kepada kemurniannya. Carbaril
merupakan insektisida untuk mengendalikan hama pada tanaman seperti jagung, kacang
tanah, kapas, kedelai, kelapa, kelapa sawit, kopi, lada, tebu, the dan tembakau. Carbaril
dapat didekomposis secara sonolisis dengan menggunakan gelombang ultrasonic dan
ozonolisis dengan menggunakan ozon dan kemudian dilakukan penggabungan antara
sonolisis dengan ozonolisis yang dinamakan sonozolisis. Sonolisis merupakan salah satu
metode yang digunakan untuk mendegradasi zat organic dalam media air dengan
menggunakan getaran ultrasonik yang beroperasi pada frekuensi 20 kHz-1 MHz dimana
dalam prosesnya akan menghasilkan radikal hidroksil dan efek kavitasi. Radikal hidroksil
tersebut akan mendekomposisi carbaril menjadi senyawa yang lebih sederhana. Dalam
proses dekomposisi ini ditambahkan TiO2 - anatase sebagai katalis yang mampu
mengkatalisis dekomposisi senyawa organic (gemala, mega 2009) degradasi senyawa
carbaril dalam pestisida sevin 85 S secara sonolisis ozonolisis dan sonozolisis). Struktur
dari karbanil adalah (Gemala, 2009):
b) Karbofuran
Karbofuran adalah jenis insektisida yang jangkauan pencemarannya bersifat
spektrun luas. Insektisida ini dapat mengendalikan berbagai jenis serangga tanah dan
penggerek karena cara kerjanya yang sistemik. Karbofuran memiliki tingkat LD50 5mg/kg.
karbofuran dapat didegradasi melalui biokimia dan fotokimia. Degradasinya dibantu oleh
mikroba Azollamicrophylla dan intensitas cahaya matahari optimum 60%. Apabila cahaya
yang diperoleh Azollamicrophylla sedikit maka pertumbuhan tanaman misalnya padi akan
meningkatkan lebatnya daun. Struktur dari carbofuran adalah:
c) Karbosulfan
Karbosulfan merupakan senyawa kimia yang tidak stabil. Nama umum dari
karbosulfan yaitu karbosulfan 48 SC Karbosulfan akan terurai pada temperature ruang,
memiliki kelarutan yang rendah dalam air tetapi kelarutannya tinggi dalam pelarut
organik. Karbosulfan memiliki daya racun sedang dengan nilai LD 0-250 mg/kg. Nama
kimia dari carbosulfan yaitu 2,3-dihydro, 2-2 dimetyl benzofuran-7-dibutylminothio
methylcarbamate. Struktur dari karbosulfan adalah:
d) Dimetan
Insektisida dmetan mempunyai daya racun tinggi dengan nilai LD50 sebesar 20
mg/kg. Oleh karena itu pengguna insektisida ini sangat dibatasi dan diawasi. Struktur dari
dimetan adalah:
e) Dimetilan
Produk teknik insektisida dimetilan bebrbentuk padatan yang berwarna coklat
kemerahan. Insektisida ini digunakan untuk menegndalika serangga hama yang
menyerang ternak. Struktur dari dimetilan:
f) Isolan
Insektisida isolan dapat digunakan untuk mengendalikan berbagai jenis hama di
pertanian. Insektiida ini tergolong daya racun yang itnggi. Namun berbeda dengan jenis
insektisida lainnya, insektisida isolan lebih beracun secara oral (LD50oral = 23 mg/kg)
dibandingkan dengan dermal (LD50 oral = 6,2). Struktur dari isolan adalah:
g) Pirimicarb
Insektisida pirimicarb dapat digunakan untuk mengendalikan jenis hama. Senyawa
kimia ini telah diformulasikan ke berbagai bentuk yang meliputi : dispersible grains,
dispersible powders, emulsifiable concentrates, aerosol, ULV spray, smoke genrator.
Insektisida ini bekerja sebagai racun kontak dan sistemik. Insektsida ini termasuk yang
berdaya racun sedang dengan nilai LD50 dermal >= 500 mg/kg dan LD50 oral = 147
mg/kg. Insektisida ini termasuk golongan karbamat beracun sedang. Struktur pirimicarb
adalah:
h) Pyrolan
Insektisida ini dalam senyawa murninya berbentuk seperti kristl putih. Insektisida ini
dapat digunakan sebagai pengendali berbagai jenis hama. Pyrolan termasuk insektiida
golongan racun tinggi degan niai LD50 = 39 mg/kg. Struktur dari pyrolan adalah:
i) Methomil
Insektsida ini berkembang pada tahun 1966. Insekisida ini bekerja dengan spectrum
luas. Metomil digunakan melalui penyemprotan daun. Insektisida metomil tergolong
karbamat yang memiliki kadar racun yang tinggi dengan LD50 17-24 mg/kg. berhubung
sifatnya yang sangat berbahaya terhadap manusia, sehingga penggunaan insektisida ini
sangat dibatasi. Insektisida metomil telah dipasarkan dengan nama dagang seperti:
Acinate, Agrinate, DuPont1179, Flytek, Kipsin, Lannate, Lanox dan lain-lain. Degradasi
nya sama dengan karbofursn yaitu secara kimia. Berikut adalah nama rumus kimia dan
strkuktur nya :
Residu pestisida dapat terurai (degradasi) secara perlahan, cepat atau konstan. Faktor
yang mempengaruhi degradasi pestisida terdiri dari penguapan, pencucian/pembilasan,
pelapukan, degradasi enzimatik dan translokasi (TARUMINGKENG, 1992). Penurunan
konsentrasi residu insektisida merupakan jalur utama pelepasan insektisida tersebut dari tanah
(RAO et al., 2004). Sifat kimiawi dan fisik insektisida seperti kelarutan, polaritas, volatilitas
dan stabilitas merupakan faktor penentu jalur dan laju degradasi insektisida (FUSHIWAKI
dan URANO, 2001). Berbagai teknik reduksi residu/cemaran insektisida dalam produk
pangan dan lingkungan telah berkembang melalui berbagai metode. Umumnya metoda
pengurangan residu/cemaran insektisida dibagi dalam tiga kelompok yaitu secara fisik
(pemanasan dan penguapan), kimia dan biologi.
DAFTAR PUSTAKA
Djojosumarto, panut, 2008, Pestisida dan Aplikasinya, Agromedia Pustaka, Jakarta
FUSHIWAKI, Y. dan K. URANO. 2001. Adsorption of pesticide and their biodegraded
products on clay minerals and soils. J. Health Science. 47: 429 – 432.
Gemala, Mega, 2009, Tesis Degradasi Senyawa Carbaryl dalam Pestisida Sevin 85 S Secara
Sonolisis Ozonolisis dan Sonozolisis, Universitas Andalas
Manuaba, I, B, 2009, Cemaran Pestisida Karbamat dalam Air Danau Buleleng Bali, Jurnal
Kimia, Vol 3, no 1 : 47-54
TARUMINGKENG, R.C. 1992. Pemanfaatan limbah padi untuk pakan. Dalam: Padi Buku
3.
SOENARJO, E., D.S. DAMARDJATI dan M. SYAM (Eds.). Pusat Penelitian dan
Pengembangan Tanaman Pangan, Bogor. hlm. 963 – 997
RAO, P.C.S., R.S. MANSELL, L.B. BALDWIN and M.F. LAURENT. 2004. Pesticides and
their behaviour in soil and water. Cornell University, pp. 1 – 5. http://pmep.
cce.cornell.edu/facts-s;ides-se;f/facts/gen-pubre-soilwater. html
Degradasi Pestisida Karbamat
Disusun oleh :
Della Afriana
Shofiatul Hanani
Anindia Nurul C
Denis Alkaroma
Siti Sumadyah
Nadhira Izzatur Silmi
145090201111005
145090201111002
145090200111008
145090200111005
145090200111020
145090200111026
Jurusan Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Brawijaya
Degradasi Pestisida Golongan Karbamat
Pestisida mempunyai peranan penting untuk membantu mengatasi permasalahan
organism pengganggu pada tanaman. Lahan pertanian yang terkontaminasi pestisida
menyebabkan terjadinya penumpukan bahan berbahaya dan beracun dalam tanah. Pestisida
memiliki tiga jenis, yaitu karbamat, organoklorin dan organofosfat. Pestisida karbamat adalah
pestisida yang didasarkan pada asam karbamik (H 2NCOOH). Insektisida dari golongan
karbamat merupakan racun saraf yang bekerja dengan cara menghambat kolin esterase (ChE).
Hambatan pada penggunaan pestisida jenis karbamat bersifat reversible (bisa dipulihkan).
Pestisida dari kelompok karbamat relative mudah diurai di lingkungan dan tidak terakumulasi
oleh jaringan lemak hewan. Insektisida karbamat merupakan kelompok senyawa yang baru da
nmempunyai daya kerja serupa dengan organofosfat, bertindak sebagai peracun syaraf.
Karbamat juga merupakan insektisida yang banyak anggotanya dan bisa diklasifikasikan
menjadi beberapa sub-kelompok. Berikut beberapa insektisida karbamat (Djojosumarto,
2008) :
1. Naftil karbamat contohnya karbaril
2. Benzofuranil metilkarbamat, contohnya karofuran
3. Dimetilkarbamat, contohnya dimetan
4. Oxime karbamat, contohnya methomil
5. Fenil metilkarbamat, contohnya fenobucarb
Gejala klinik yang ditimbulkan oleh keracunan insektisida karbamat adalah hambatan
pertumbuhan, kelumpuhan, kelemahan umum, ataksia, dan dapat berakhir dengan kematian.
Keracunan bahan tersebut dapat menimbulkan perubahan patologik, meliputi diskondroplasia
tibia, gangguan perkembangan testis akibat degenerasi epitel seminiferus, degenerasi serabut
saraf, dan kongesti pada berbagai jaringan dan organ.
Proses degradasi adalah proses terjadinya peruraian pestisida setelah digunakan, dapat
terjadi sebagai akibat adanya; mikroba, reaksi kimia, dan sinar matahari. Prosesnya dapat
terjadi setiap saat dari hitungan jam, hari, sampai tahunan bergantung pada kondisi
lingkungan dan sifat-sifat kimia pestisida(Manuaba, 2009).
1. Degradasi secara Kimia
Degradasi secara kimia adalah proses degradasi akibat terjadi reaksi – reaksi
kimia. Tipe dan kecepatan reaksi yang terjadi dipengaruhi oleh ikatan antara pestisida
dengan tanah, temperature dan pH tanah.
2. Degradasi secara Fotokimia
Degradasi foto kimia adalah degradasi pestisida oleh adanya sinar matahari (UV/
H2O2). Tingkat degradasi akibat sinar matahari ini dipengaruhi oleh intensitas dan
spectrum sinar matahari, lamanya terpapar, dan sifat pestisida. Pestisida dapat mengalami
degradasi lebih cepat beasal rumah kaca yang beratapkan plastic dibandingkan dengan
yang beratapkan kaca, Karena kaca mampu menahan sinar UV lebih baik dibandingkan
plastik.
3. Degradasi secara Biokimia
Degradasi biokimia adalah degradasi pestisida oleh adanya degradasi pestisida
dalam tanaha melalui tiga cara yaitu foto dekomposisi, transformasi kimiawi dan
degradasi mikrobiologis. Dalam proses transformasi kimiawi air berperan sebagai
media reaksi, rektan atau keduanya. Reaksi-reaksi ini meliputi hidrolisis,
oksidasi, reduksi dan isomerisasi. Reaksi-reaksi ini dapat dikatalis oleh permukaan liat
oksida dan ion logam serta bahan organik.
Contoh dari degradesi golongan karbamat diantara :
a) Karbaril
Karbaril adalah salah satu pestisida golongan karbamat yang mempunyai rumus
umum C12H11NO2 dengan berat molekul 201,23 gram/mol. Nama kimia dari carbaril
adalah 1-napthyl N-methylcarbamate. Carbaril berupa padatan yang warnanya berada
diantara tak berwarna – putih – abu – abu tergantung kepada kemurniannya. Carbaril
merupakan insektisida untuk mengendalikan hama pada tanaman seperti jagung, kacang
tanah, kapas, kedelai, kelapa, kelapa sawit, kopi, lada, tebu, the dan tembakau. Carbaril
dapat didekomposis secara sonolisis dengan menggunakan gelombang ultrasonic dan
ozonolisis dengan menggunakan ozon dan kemudian dilakukan penggabungan antara
sonolisis dengan ozonolisis yang dinamakan sonozolisis. Sonolisis merupakan salah satu
metode yang digunakan untuk mendegradasi zat organic dalam media air dengan
menggunakan getaran ultrasonik yang beroperasi pada frekuensi 20 kHz-1 MHz dimana
dalam prosesnya akan menghasilkan radikal hidroksil dan efek kavitasi. Radikal hidroksil
tersebut akan mendekomposisi carbaril menjadi senyawa yang lebih sederhana. Dalam
proses dekomposisi ini ditambahkan TiO2 - anatase sebagai katalis yang mampu
mengkatalisis dekomposisi senyawa organic (gemala, mega 2009) degradasi senyawa
carbaril dalam pestisida sevin 85 S secara sonolisis ozonolisis dan sonozolisis). Struktur
dari karbanil adalah (Gemala, 2009):
b) Karbofuran
Karbofuran adalah jenis insektisida yang jangkauan pencemarannya bersifat
spektrun luas. Insektisida ini dapat mengendalikan berbagai jenis serangga tanah dan
penggerek karena cara kerjanya yang sistemik. Karbofuran memiliki tingkat LD50 5mg/kg.
karbofuran dapat didegradasi melalui biokimia dan fotokimia. Degradasinya dibantu oleh
mikroba Azollamicrophylla dan intensitas cahaya matahari optimum 60%. Apabila cahaya
yang diperoleh Azollamicrophylla sedikit maka pertumbuhan tanaman misalnya padi akan
meningkatkan lebatnya daun. Struktur dari carbofuran adalah:
c) Karbosulfan
Karbosulfan merupakan senyawa kimia yang tidak stabil. Nama umum dari
karbosulfan yaitu karbosulfan 48 SC Karbosulfan akan terurai pada temperature ruang,
memiliki kelarutan yang rendah dalam air tetapi kelarutannya tinggi dalam pelarut
organik. Karbosulfan memiliki daya racun sedang dengan nilai LD 0-250 mg/kg. Nama
kimia dari carbosulfan yaitu 2,3-dihydro, 2-2 dimetyl benzofuran-7-dibutylminothio
methylcarbamate. Struktur dari karbosulfan adalah:
d) Dimetan
Insektisida dmetan mempunyai daya racun tinggi dengan nilai LD50 sebesar 20
mg/kg. Oleh karena itu pengguna insektisida ini sangat dibatasi dan diawasi. Struktur dari
dimetan adalah:
e) Dimetilan
Produk teknik insektisida dimetilan bebrbentuk padatan yang berwarna coklat
kemerahan. Insektisida ini digunakan untuk menegndalika serangga hama yang
menyerang ternak. Struktur dari dimetilan:
f) Isolan
Insektisida isolan dapat digunakan untuk mengendalikan berbagai jenis hama di
pertanian. Insektiida ini tergolong daya racun yang itnggi. Namun berbeda dengan jenis
insektisida lainnya, insektisida isolan lebih beracun secara oral (LD50oral = 23 mg/kg)
dibandingkan dengan dermal (LD50 oral = 6,2). Struktur dari isolan adalah:
g) Pirimicarb
Insektisida pirimicarb dapat digunakan untuk mengendalikan jenis hama. Senyawa
kimia ini telah diformulasikan ke berbagai bentuk yang meliputi : dispersible grains,
dispersible powders, emulsifiable concentrates, aerosol, ULV spray, smoke genrator.
Insektisida ini bekerja sebagai racun kontak dan sistemik. Insektsida ini termasuk yang
berdaya racun sedang dengan nilai LD50 dermal >= 500 mg/kg dan LD50 oral = 147
mg/kg. Insektisida ini termasuk golongan karbamat beracun sedang. Struktur pirimicarb
adalah:
h) Pyrolan
Insektisida ini dalam senyawa murninya berbentuk seperti kristl putih. Insektisida ini
dapat digunakan sebagai pengendali berbagai jenis hama. Pyrolan termasuk insektiida
golongan racun tinggi degan niai LD50 = 39 mg/kg. Struktur dari pyrolan adalah:
i) Methomil
Insektsida ini berkembang pada tahun 1966. Insekisida ini bekerja dengan spectrum
luas. Metomil digunakan melalui penyemprotan daun. Insektisida metomil tergolong
karbamat yang memiliki kadar racun yang tinggi dengan LD50 17-24 mg/kg. berhubung
sifatnya yang sangat berbahaya terhadap manusia, sehingga penggunaan insektisida ini
sangat dibatasi. Insektisida metomil telah dipasarkan dengan nama dagang seperti:
Acinate, Agrinate, DuPont1179, Flytek, Kipsin, Lannate, Lanox dan lain-lain. Degradasi
nya sama dengan karbofursn yaitu secara kimia. Berikut adalah nama rumus kimia dan
strkuktur nya :
Residu pestisida dapat terurai (degradasi) secara perlahan, cepat atau konstan. Faktor
yang mempengaruhi degradasi pestisida terdiri dari penguapan, pencucian/pembilasan,
pelapukan, degradasi enzimatik dan translokasi (TARUMINGKENG, 1992). Penurunan
konsentrasi residu insektisida merupakan jalur utama pelepasan insektisida tersebut dari tanah
(RAO et al., 2004). Sifat kimiawi dan fisik insektisida seperti kelarutan, polaritas, volatilitas
dan stabilitas merupakan faktor penentu jalur dan laju degradasi insektisida (FUSHIWAKI
dan URANO, 2001). Berbagai teknik reduksi residu/cemaran insektisida dalam produk
pangan dan lingkungan telah berkembang melalui berbagai metode. Umumnya metoda
pengurangan residu/cemaran insektisida dibagi dalam tiga kelompok yaitu secara fisik
(pemanasan dan penguapan), kimia dan biologi.
DAFTAR PUSTAKA
Djojosumarto, panut, 2008, Pestisida dan Aplikasinya, Agromedia Pustaka, Jakarta
FUSHIWAKI, Y. dan K. URANO. 2001. Adsorption of pesticide and their biodegraded
products on clay minerals and soils. J. Health Science. 47: 429 – 432.
Gemala, Mega, 2009, Tesis Degradasi Senyawa Carbaryl dalam Pestisida Sevin 85 S Secara
Sonolisis Ozonolisis dan Sonozolisis, Universitas Andalas
Manuaba, I, B, 2009, Cemaran Pestisida Karbamat dalam Air Danau Buleleng Bali, Jurnal
Kimia, Vol 3, no 1 : 47-54
TARUMINGKENG, R.C. 1992. Pemanfaatan limbah padi untuk pakan. Dalam: Padi Buku
3.
SOENARJO, E., D.S. DAMARDJATI dan M. SYAM (Eds.). Pusat Penelitian dan
Pengembangan Tanaman Pangan, Bogor. hlm. 963 – 997
RAO, P.C.S., R.S. MANSELL, L.B. BALDWIN and M.F. LAURENT. 2004. Pesticides and
their behaviour in soil and water. Cornell University, pp. 1 – 5. http://pmep.
cce.cornell.edu/facts-s;ides-se;f/facts/gen-pubre-soilwater. html