MIKROBIOLOGI PANGAN ASAL HEWAN - E. coli

MAKALAH MIKROBIOLOGI PANGAN ASAL HEWAN

RESISTENSI ISOLAT BAKTERI  E. coli DARI DAGING AYAM POTONG KOMERSIL DI IRAN TERHADAP BEBERAPA AGEN ANTIMIKROBA

CHOLILIA ABADIATUL MASRUROH

B251140021

SEKOLAH PASCASARJANA

PROGRAM STUDI KESEHATAN MASYARAKAT VETERINER

FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2014

PENDAHULUAN

Latar Belakang

            Beberapa kejadian dan peningkatan sifat resistensi bakteri terhadap kebiasaan penggunaan antibiotik telah menjadi perhatian di seluruh dunia. Terdapat beberapa program untuk memantau sifat resistensi suatu bakteri telah dilakukan di berbagai Negara dengan tujuan untuk melindungi hewan maupun manusia. Program-program tersebut biasanya memantau pada bakteri indikator seperti E. coli.

Strain-strain E. coli telah dikenal sebagai patogen utama pada Colibacillosis  di peternakan unggas dan beberapa dari strain-strain tersebut dapat menyebabkan berbagai macam penyakit pada manusia seperti sindrom haemorrhagic colitis and haemolytic uremic. Selanjutnya, penanganan terhadap penyakit-penyakit yang disebabkan oleh patogen mikroba membutuhkan terapi antimikroba. Keputusan penggunaan terapi ini tergantung pada ketahanan mikroba dan sifat farmakokinetik dari obat tersebut. Namun, pemberian antimikroba atau antibiotik yang secara berulang menyebabkan peningkatan sifat resistensi mikroba terhadap antibiotik atau antimikroba. Sehingga, penelitian tentang tentang sifat resitensi bakteri khususnya E. coli perlu ditingkatkan sebagai awal perlindungan terhadap kesehatan hewan dan manusia.

Rumusan Masalah

Permasalahan yang akan dibahas dalam makalah ini adalah bagaimana pola sifat resitensi antimikroba pada E. coli yang diisolasi dari daging ayam potong komersil di Iran?

Tujuan

Adapun tujuan dari pembelajaran ini adalah untuk mengetahui pola sifat resitensi antimikroba pada E. coli yang diisolasi dari daging ayam potong komersil di Iran.

TINJAUAN PUSTAKA

Bakteri E. coli

Bakteri E. coli biasanya ditemukan di sistem pencernaan pada manusia dan hewan, sebagai hasil kontaminasi fecal atau kontaminasi selama pangan asal hewan disembelih, dan bakteri ini sering ditemukan di tanah, air, dan makanan. Jumlah strain bakteri E. coli dikenal sebagai patogen terhadap Colicobacillosis di peternakan unggas dan beberapa di antara mereka dapat menyebabkan berbagai macam penyakit pada manusia seperti sindrom haemorrhagic colitis dan haemolytic uremic (Ferens and Hovde 2011).

Agen Antimikroba

Perlakuan terhadap penyakit-penyakit yang disebabkan oleh beberapa bakteri sering membutuhkan terapi antimikrobial. Keputusan penggunaan terapi ini tergantung pada ketahanan dari mikroorganisme dan sifat farmakokinetik dari obat tersebut sebagai keberhasilannya terhadap dosis therapeuticnya pada suatu infeksi serta efisiensi secara klinik (McKellar et al. 2004). Namun, praktisi veteriner harus membatasi keputusan mereka dalam penggunaan antimikroba pada industri ternak unggas, mereka harus mempertimbangkan isu sifat resistensi mereka terhadap agen antimikroba dan kesehatan manusia. Terlebih lagi, pengulangan dan ketidakcocokan penggunaan antibiotik telah mendorong jumlah peningkatan sifat resistensi terhadap suatu antimikroba atau antibiotik (Mooljuntee et al. 2010).

Penggunaan antibiotik sebagai penyebab terjadinya sifat resistensi tidak hanya pada bakteri patogen tetapi juga pada flora endogenus dari paparan individu maupun populasi. Oleh karena itu, tekanan seleksi antibiotik terhadap ketahanan pada bakteri di peternakan unggas sangat tinggi dan akibatnya, flora fecal mereka mengandung suatu ukuran sifat resistensi bakteri yang tinggi.

Gen Resisten Terhadap Antimikroba

Integron merupakan pemeran penting dalam penyebaran sifat resistensi terhadap antimikroba di antara bakteri-bakteri Gram negatif. Integrin merupakan struktur genetic yang mampu untuk menangkap, mengeluarkan, dan mengekspresikan gen, yang secara pasti termasuk elemen yang bergerak seperti plasmid yang mengatur penyebaran mereka di antara bakteri – bakteri (Fluit and Schimitz 2004). Saat ini, teknik molekuler, khususnya Polymerase Chain Reaction (PCR) telah umum digunakan untuk mempelajari gen resiten terhadap suatu antimikroba. Terlebih penggunaan antibiotik atau antimikroba pada industri ternak unggas di Iran. 

Dalam penelitian yang dilakukan oleh Momtaz et al. (2012), sifat resistensi E.coli diawali dengan isolasi DNA menggunakan Genomic DNA purification kit. Selanjutnya, identifikasi adanya gen yang berhubungan dengan sifat resistensi terhadap streptomycin (aadA1), tetracycline (tet(A), dan tet(B)), trimethoprim (dfrA1), quinolones (qnr), gentamicin (aac(3)-IV), sulfonamides (sul1), beta-lactam (bla_SHV dan bla_CMY), ertromycin (ere(A)), dan chloramphenicol (catA1, cmlA) dideterminasi menggunkan PCR dengan primer yang terdapat pada tabel 2.1. Tahap terakhir dilakukan uji ketahanan terhadap antimikroba pada E. coli dengan metode pengenceran Kirby-Bauer disc, dimana agen antimikroba diuji menggunakan konsentrasi sebagai berikut:

·         Sulfamethaxazol (25 µg/disc),

·         Trimethoprim (5 µg/disc),

·         Chloramphenicol (30 µg/disc),

·         Enrofloxacin (5 µg/disc),

·         Tetracycline (30 µg/disc),

·         Gentamycin (10 µg/disc),

·         Cephalothin (30 µg/disc),

·         Ampicillin (10 µg/disc), dan

·         Streptomycin (10 µg/disc).

Selanjutnya interpretasi dari hasil inkubasi terhadap agen antimikroba menggunakan kriteria berdasar CLSI, dimana E. coli ATCC 25922 sebagai organisme kontrol kualitasnya.

PEMBAHASAN

Gambaran Sifat Resistensi Antimikroba dari Beberapa Strain E. coli yang Diisolasi dari daging Ayam Potong di Iran

Hasil penelitian yang dilakukan oleh Momtaz, et al. (2012) menunjukkan bahwa dari 360 spesimen, yang teridentifikasi E. coli sebanyak 57 (15,8%) isolat. Namun, dari seluruh E. coli tersebut, tidak ada yang teridentifikasi sebagai E. coli O157:H7. Selain itu, strain-strain tersebut yang memiliki resistensi terhadap tetracycline sebanyak 52,6%, terhadap sulfonamides dan erythromycin sebanyak 47,4%, dan terhadap Cholramphenicol, Trimethoprim, dan Quinolones sebanyak 36,8%. Namun, berdasarkan hasil yang ada, tidak ditemukan strain yang resiten terhadap streptomycin, cephalothin, dan ampicillin. Hasil tersebut ditunjukkan oleh tabel berikut:

Tabel 3.1. Distribusi Sifat Resistensi terhadap Antimikroba dalam Strain E. coli

Isolat E. coli sering mengkontaminasi pangan asal hewan, dan dalam penelitian yang telah dilakukan oleh Momtaz, et. al (2012) mikroorganisme tersebut telah ditemukan dari 57 daging ayam potong, dan kebanyakan dari strain-strain tersebut menujukkan fenotip multi-resisten. Adapun persentase gen yang menunjukkan sifat resitensi terhadap berbagai macam antimikroba atau antibiotic (erythromycin, sulphonamides, chloramphenicol, dan tetracycline) sangat tinggi, yaitu antara 36 % hingga 52%.  Hal ini memberikan informasi bahwa E. coli yang berasal dari daging berpotensi menjadi mikroorganisme yang sangat resisten terhadap antimikroba atau antibiotik, atau biasa disebut dengan Reservoir.

Rangkaian sifat resistensi bakteri E. coli terhadap Sembilan agen antimikroba juga telah diuji dalam penelitian yang dilakukan oleh Momtaz, et.al (2012). Hasil penelitian tersebut menggambarkan bahwa dari 57 isolat yang diuji, seluruhnya termasuk dalam isolat yang resisten terhadap agen antimikroba, dimana paling banyak ditemukan resisten terhadap tetracycline, yaitu sebesar 91,2%. Selanjutnya disusul oleh resistensi terhadap sulfamethazol sebanyak 45,6%, chloramphenicol dan trimethoprim sebanyak 29,8%. Hal ini berbeda ketika isolat-isolat tersebut diuji menggunakan streptomycin, cephalothin, gentamicin, dan ampicillin, dimana isolate-isolat E. coli memiliki sifat yang rentan terhadap agen antimikoroba tersebut. Tabel berikut memberikan informasi terhadap sifat resistensi isolat E. coli terhadap sembilan agen antimikroba:

Tabel 3.2. Profil Resistensi Antimikroba dari Isolat E. coli yang Diisolasi dari Daging Ayam Potong

Menurut Momtaz, et. al (2012), mekanisme penyebaran sifat resistensi terhadap antimikroba atau antibiotik dari makanan asal hewan ke manusia masih menjadi masalah kontrovesi. Namun, kolonisasi E. coli dari daging ayam telah dipaparkan oleh Linton, et. al (1977), dimana telah ditemukan kolonisasi E. coli yang resisten terhadap Antimikroba di dalam saluran pencernaan manusia. Selain itu, resistensi terhadap agen antimikroba yang sama telah dilakukan sebelumnya oleh Heuer and Hammerun pada Tahun 2005 yang mengamati resistensi bakteri di Negara berbeda terhadap obat hewan.

Penelitian serupa juga telah dilakukan oleh Mooljumtee et. al (2010) tentang resistensi isolate bakteri E. coli yang diisolasi dari daging ayam Broiler di Thailand. Penelitian tersebut menemukan isolat-isolat tersebut resisten terhadap tetracycline, ampicillin, dan erythromycin yang dibiakkan dalam agar yang telah diencerkan. Resistensi terhadap agen-agen antimikroba berhubungan dengan gen tet(A) sebesar 90%, bla_CMY sebesar 93,3%, dan ere(A) sebesar 73,3%. Resitensi rendah juga ditemukan ketika isolat bakteri dari ayam broiler terpapar oleh cephalothin yaitu sebanyak 73,3% dan sulphonamide + trimethopherin sebanyak 26,7%, dimana resistensi tersebut berhubungan dengan adanya gen bla_SHV sebanyak 86,4% dan gen sul1 dan dfrA5 sebanyak 100%.

Adapun persentase sampel fecal yang mengandung E. coli yang bersifat resisten dibedakan menjadi tiga populasi industri ternak unggas menurut van den Boogard et al (2001), yaitu broiler dan turkey yang biasanya diberikan antibiotik, dan ayam betina yang juga diberi antibiotik namun jarang dilakukan. Hasil dari penelitian tersebut menyatakan bahwa sifat resistensi terbanyak ditemukan di industri ternak broiler dan turkey, sedangkan prevalensi yang rendah terdapat di industri ternak ayam betina. Lietzau et al (2006) juga menyatakan bahwa prevalensi sifat resisten terhdap ampicillin pada betina yaitu 15,7% dan pada jantan 19,4%. Sedangkan 10% dari isolat tersebut resisten terhadap cotrimoxazole dan 15% resiten terhadap doxycycline.

SIMPULAN

Daging ayam potong komersil yang telah diuji dalam penelitian ini membuktikan bahwa terdapat bakteri E. coli yang bersifat reservoir dan resisten terhadap agen antimikrobas seperti Tetracycline, Trimethoprim, Enrofloxacin, Sulfamethoxazol, dan Chloramphenicol.

DAFTAR PUSTAKA

Ferens WA, Hovde CJ. 2011. Escherichia coli O157:H7: animal reservoir and sources of human infection. Foodborne Pathogens and Disease 8, 465–485.

Fluit AC, Schmitz FJ. 2004. Resistance Integrons and Super-integrons. Clinical Microbiology and Infection 10, 272–288.

Heuer O, Hammerun A. 2005. Use of Antimicrobial Agents and Occurrence of Antimicrobial Resistance in Bacteria from Food Animals, Food and Humans in Denmark. Staten’s Serum Institute, Danish Veterinary and Food Administration, Danish Medicines Agency, Danish Institute for Food and Veterinary Research, Copenhagen, Denmark. 57 pp.

Lietzau S, Raum E, Von Baum H, Marre R, Brenner H. 2006. Clustering of Antibiotic Resistance of E. coli in Couples: Suggestion for a Major Role of Conjugal Transmission. BMC Infectious Diseases 6, 119.

Linton AH, Howe K, Bennett PM, Richmond MH, Whiteside EJ (1977): The colonization of the human gut by antibiotic resistant Escherichia coli from chickens. Journal of Applied Bacteriology 43, 465–469.

Mckellar QA, Sanchez Bruni SF, Jones DG. 2004. Pharmacokinetic or Pharmacodynamic Relationships of Antimicrobial Drugs used in Veterinary Medicine. Journal of Veterinary Pharmacology and Therapeutics 27, 503–514.

Mooljuntee S, Chansiripornchai P, Chansiripornchai N. 2010. Prevalence of the Cellular and Molecular Antimicrobial Resistance Against E. coli Isolated from Thai Broilers. Thai Journal of Veterinary Medicine 40, 311–315.

Van den Bogaard AE, London N, Driessen C, Stobberingh E.E. 2001. Antibiotic Resistance of Fecal Escherichia coli in Poultry, Poultry Farmers and Poultry Slaughterers. Journal of Antimicrobial Chemotherapy 47, 763–771.

 

KESEHATAN LINGKUNGAN-Polusi Udara

MAKALAH KESEHATAN LINGKUNGAN

PENGARUH IMPLIKASI PERUBAHAN IKLIM OLEH SO₂ YANG BERDAMPAK PADA KESEHATAN DAN BIAYA PERBAIKAN KESEHATAN

CHOLILIA ABADIATUL MASRUROH

B251140021

  

SEKOLAH PASCASARJANA

PROGRAM STUDI KESEHATAN MASYARAKAT VETERINER

FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2014

PENDAHULUAN

Latar Belakang

            Globalisasi dan Industrialisai merupakan kegiatan manusia yang mengakibatkan peningkatan polusi, salah satunya polusi udara. Polusi udara dapat disebabkan oleh peningkatan penggunaan energi bahan bakar fosil, seperti minyak, gas, dan batubara, dimana Sulfur dioksida (SO₂) adalah salah satu polutan yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar fosil. Keadaan ini akan semakin meningkat seiring dengan pemakaian bahan bakar fosil (Dewi dan Susandi 2010).

            Dampak negatif yang dihasilkan oleh polusi udara oleh SO₂ bermacam-macam yang berpengaruh terhadap keseimbangan kehidupan makhluk hidup terutama manusia. Di bidang kesehatan, polutan ini dapat mengganggu fungsi paru-paru, system pernafasan, kanker, serta dapat menyebabkan kematian. Di bidang lingkungan, polutan ini memegang peran penting dalam perubahan iklim (Dewi dan Susandi 2010). Oleh karena itu, kajian tentang dampak negatif dari implikasi SO₂ dari pembakaran bahan bakar fosil perlu dikembangkan mengingat Indonesia merupakan salah satu Negara terbesar penghasil bahan bakar fosil.

Rumusan Masalah

1.      Bagaimanakah proses terjadinya pencemaran udara oleh SO₂?

2.      Apakah dampak terhadap lingkungan terkait pelepasan SO₂ yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar fosil di Indonesia?

3.      Apakah dampak terhadap kesehatan terkait pelepasan SO₂  yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar fosil di Indonesia?

4.      Apakah dampak terhadap keadaan finansial terkait penurunan kualitas kesehatan yang disebabkan oleh polutan SO₂?

Tujuan

1.      Mengetahui proses terjadinya pencemaran udara oleh SO₂

2.      Memahami dampak terhadap lingkungan terkait pelepasan SO₂ yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar fosil di Indonesia

3.      Memahami dampak terhadap kesehatan terkait pelepasan SO₂ yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar fosil di Indonesia

4.      dampak terhadap keadaan finansial terkait penurunan kualitas kesehatan yang disebabkan oleh polutan SO₂ di Indonesia.

TINJAUAN PUSTAKA

Polusi Udara dan Dampaknya

Berdasarkan Peraturan Pemerintah RI No 41 Tahun 1999 tentang Pengendalian Pencemaran Udara, Pencemaran udara (Air Pollution) merupakan masuknya atau dimasukkannya zat, energi, dan/atau komponen lainnya ke dalam udara ambien oleh kegiatan manusia, sehingga mutu udara ambien turun sampai ke tingkat tertenttu yang menyebabkan udara ambien tidak memenuhi fungsinya. Sedangkan Pencemar udara (Air Pollutant) adalah zat yang berada di atmosfir dalam konsentrasi tertentu yang bersifat membahayakan manusia, binatang, tumbuhan, atau benda-benda lain.

Wiharja (2004).berpendapat bahwa Pencemaran udara dapat menimbulkan dampak terhadap lingkungan alam, antara lain hujan asam, penipisan lapisan ozon dan pemanasan global.

·         Hujan Asam

SO₂ dan NOx (NO₂ dan NO₃) yang dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar fosil (kendaraan bermotor) dan pembakaran batubara (pabrik dan pembangkit energi listrik) akan menguap ke udara. Sebagian lainnya bercampur dengan O₂ yang dihirup oleh makhluk hidup dan sisanya akan langsung mengendap di tanah sehingga mencemari air dan mineral tanah. SO₂ dan NOx (NO₂ dan NO₃) yang menguap ke udara akan bercampur dengan embun. Dengan bantuan cahaya matahari, senyawa tersebut akan diubah menjadi tetesan-tetesan asam yang kemudian turun ke bumi sebagai hujan asam. Namun, bila H₂SO₂ dan HNO₂ dalam bentuk butiran-butiran padat dan halus turun ke permukaan bumi akibat adanya gaya gravitasi bumi, maka peristiwa ini disebut dengan deposisi asam (Cahyono 2004).

·         Penipisan lapisan ozon

Ozon (O₃) adalah senyawa kimia yang memiliki 3 ikatan yang tidak stabil. Di atmosfer, ozon terbentuk secara alami dan terletak di lapisan stratosfer pada ketinggian 15-60 km di atas permukaan bumi. Fungsi dari lapisan ini adalah untuk melindungi bumi dari radiasi sinar ultraviolet yang dipancarkan sinar matahari dan berbahaya bagi kehidupan. Namun, zat kimia buatan manusia yang disebut sebagai ODS (Ozone Depleting Substances) atau BPO (Bahan Perusak Ozon) ternyata mampu merusak lapisan ozon sehingga akhirnya lapisan ozon menipis. Hal ini dapat terjadi karena zat kimia buatan tersebut dapat membebaskan atom klorida (Cl) yang akan mempercepat lepasnya ikatan O₃ menjadi O₂. Lapisan ozon yang berkurang disebut sebagai lubang ozon (ozone hole) (Cahyono 2004)..

·         Pemanasan global

Kadar CO₂ yang tinggi di lapisan atmosfer dapat menghalangi pantulan panas dari bumi ke atmosfer sehingga permukaan bumi menjadi lebih panas. Peristiwa ini disebut dengan efek rumah kaca (green house effect). Efek rumah kaca ini mempengaruhi terjadinya kenaikan suhu udara di bumi (pemanasan global). Pemanasan global adalah kenaikan suhu rata-rata di seluruh dunia dan menimbulkan dampak berupa berubahnya pola iklim. Permukaan bumi akan menyerap sebagian radiasi matahari yang masuk ke bumi dan memantulkan sisanya. Namun, karena meningkatnya CO₂ di lapisan atmosfer maka pantulan radiasi matahari dari bumi ke atmosfer tersebut terhalang dan akan kembali dipantulkan ke bumi. Akibatnya, suhu di seluruh permukaan bumi menjadi semakin panas (pemanasan global). Peristiwa ini sama dengan yang terjadi di rumah kaca. Rumah kaca membuat suhu di dalam ruangan rumah kaca menjadi lebih panas bila dibandingkan di luar ruangan. Hal ini dapat terjadi karena radiasi matahari yang masuk ke dalam rumah kaca tidak dapat keluar (Wiharja 2004).

SO₂ Sebagai Polutan di Udara

Secara umum terdapat 8 parameter pencemar udara yaitu, debu, NH₃, Pb, CO, SO₂, hidrokarbon, NO_X, dan H₂S, yang secara bersamaan maupun sendiri-sendiri memiliki potensi bahaya bagi lingkungan, yang meliputi dampak bagi kesehatan masyarakat, hewan, tanaman maupun bagi material (benda) seperti bangunan, dan logam (Wiharja 2004).

Gas SO₂ (sulfur dioksida), merupakan gas polutan yang banyak dihasilkan dari pembakaran bahan bakar fosil yang mengandung unsur belerang seperti minyak, gas, batubara, maupun kokas. Disamping SO₂, pembakaran ini juga menghasilkan gas SO₃, yang secara bersama-sama dengan gas SO₂ lebih dikenal sebagai gas SO_x (sulfur oksida) (Wiharja 2004).          

Indrasti et al. (2014) mengakatakan bahwa gas SO₂ (sulfur dioksida) merupakan salah satu komponen polutan di atmosfir yang dihasilkan dari proses pembakaran minyak bumi dan batubara serta proses lain yang mengandung sulfat. Gas SO₂ sangat berbahaya bagi mahluk hidup karena berperan penting pada akumulasi zat-zat asam di udara yang menyebabkan terjadinya hujan asam. Dalam konsentrasi tertentu gas SO₂ dapat mengakibatkan penyakit paru-paru dan kesulitan bernafas terutama bagi penderita asma, bronchitis, dan penyakit pernafasan lainnya.

Baku mutu udara ambien adalah ukuran batas atau kadar zat, energi, dan/atau komponen yang ada atau seharusnya ada dan/atau unsur pencemar yang ditenggang keberadaannya dalam udara ambien. Baku mutu ambient unsur SO₂ di udara meurut PP RI No 41 Tahun 1999 tentang Pengendalian Pencemaran Udara adalah sebesar 900 ug/Nm³ (dalam 1 Tahun), 365 ug/Nm³ (dalam 24 Jam), dan 60 ug/Nm³ (dalam 1Jam).

Kebijakan Pengurangan Emisi

Gas rumah kaca yang berdampak meningkatkan suhu di permukaan bumi dari pembakaran bahan bakar fosil menambah kekhawatiran Negara-negara di dunia. Oleh karena itu, dilakukan antisipasi perubahan iklim global yang disebabkan oleh kenaikan suhu permukaan global, yaitu dengan diadakan Protokol Kyoto tentang perubahan iklim, dimana sejumlah Negara di dunia telah meratfikasinya. Protokol Kyoto sendiri merupakan kesepakatan Internasional tentang pengurangan emisi oleh Negara-negara industry dan Negara-negara ekonomi transisi. Negara-negara tersebut tergabung dalam Negara OECD (Organization for Economic Co-Operation Development). Dalam komitmen pertama, disepakati bahwa negara OECD kecuali Amerika, harus mengurangi emisi GRK mereka sebesar 5,2% dari level emisi tahun 1990. Indonesia telah meratifikasi Protokol Kyoto sejak tahun 1994, namun belum memiliki kewajiban untuk mengurangi emisi GRK-nya (Dewi dan Susandi 2010).

Model MERGE

Model MERGE (Model for Evaluating the Regional and Global Effects of Greenhouse Gas Reduction Policies) merupakan model yang digunakan untuk mengestimasi pengurangan gas rumah kaca terhadap dampak di suatu daerah secara regional dan global. Model MERGE dikembangkan pertama kali pada tahun 1992 oleh Prof. Alan S Manne dari Universitas Stanford, Amerika Serikat dan Richard Richels dari EPRI, Amerika Serikat (1992; 1995; 1996; 1998; 1999; 2001) dan Manne, Mendelsohn, dan Richels (1995).

Dalam model MERGE, digunakan metode CGE (Computer General Equilibrium) atau metode Komputasi Kesetimbangan Umum yang terdiri dari beberapa sub model yang saling berhubungan dan mampu memecahkan suatu persoalan secara menyeluruh dan detail. Model MERGE terdiri dari 4 model utama yaitu model ekonomi, model energi, model iklim dan model dampak perubahan iklim. Model yang digunakan dalam penelitian ini adalah model yang telah dimodifikasi dan dikembangkan oleh Susandi (2004) untuk kajian di wilayah Indonesia. Model divalidasi dengan data energi dan ekonomi pada tahun 2000.

Konsumsi dan Produksi Energi sebagai Penyebab Meningkatnya Polusi Udara di Indonesia

Seiring dengan industrialisasi yang semakin maju, penambahan jumlah penduduk dan jumlah kendaraan bermotor di Indonesia yang terus meningkat, membawa Indonesia pada peningkatan jumlah pemakaian energi di Indonesia. Dalam Energi Information Administration (2004), populasi Indonesia bertambah 46% antara tahun 1980-2001 yaitu dari 147 juta jiwa pada tahun 1980 menjadi 215 juta jiwa di tahun 2001. Hal ini menjadikan Indonesia sebagai negara ke empat dengan populasi terbesar di dunia setelah China, India dan Amerika Serikat pada tahun 2001. Dalam MERGE, populasi Indonesia diproyeksikan bertambah dari 212 juta pada tahun 2000 menjadi 389 juta pada tahun 2100, dengan pertumbuhan rata-rata sekitar 9,1% selama 100 tahun (Gambar 2.1) (Dewi dan Susandi 2010).

Gambar 2.1. Estimasi Peningkatan Jumlah Penduduk Indonesia

BPS Indonesia memaparkan peningkatan jumlah penduduk di Indonesia dari tahun 2000 hingga tahun 2012 terlihat dalam Gambar 2.2:

Gambar 2.2. peningkatan Penduduk di Indonesia (2000-2012)

Kecepatan laju industrialisasi di Indonesia menyebabkan Produk Nasional Bruto (PNB) Indonesia mengalami pertumbuhan dengan cepat. Pada periode 1980-2001, Produk Nasional Bruto Indonesia bertambah rata-rata 3,3% per tahun dimana pada tahun 1980, PNB Indonesia sebesar US$ 194 milyar dan meningkat menjadi US$ 561 milyar (Energi Information Administration, 2004). Dalam model MERGE, Produk Nasional Bruto (PNB) Indonesia pada tahun 2000 sekitar US$ 153 juta yang kemudian meningkat secara ekponensial menjadi US$ 7.721 juta pada tahun 2100 (Gambar 2.3) (Dewi dan Susandi 2010).

Gambar 2.3. Estimasi Pendapatan Indonesia

Penelitian yang dilakukan oleh Dewi dan Susandi (2010) menghasilkan total konsumsi energi di Indonesia pada tahun 2000 sekitar 6,7 exajoule dan terus meningkat hingga 7,3 exajoule pada tahun 2060-2070 untuk skenario dasar dan 10 exajoule pada tahun 2040 untuk skenario PK. Jika negara-negara OECD melakukan pengurangan emisi, maka mereka akan beralih menggunakan bahan bakar rendah emisi sebagai sumber energi. Sebagai bahan bakar penghasil emisi paling besar, membuat harga batubara menjadi jatuh, sedangkan harga gas akan melambung tinggi karena banyaknya permintaan oleh negara-negara OECD akan gas yang rendah emisi. Indonesia memiliki kandungan batubara yang melimpah dengan nilai ekonomis batubara yang rendah, membuat Indonesia beralih menggunakan batubara sebagai sumber energi karena cadangan minyak dan gas yang semakin sedikit lebih digunakan untuk eksport untuk meningkatkan pendapatan nasional. Akibatnya, konsumsi batubara di Indonesia terus bertambah hingga tahun 2100 dan mencapai puncaknya pada tahun 2060 sebesar 3,4 exajoule (Gambar 2.4 dan 2.5).

Gambar 2.4. Estimasi Konsumsi Enenrgi dari Hasil Pembakaran Bahan Bakar Fosil di Indonesia

Gambar 2.5. Estimasi Produksi Enenrgi dari Hasil Pembakaran Bahan Bakar Fosil di Indonesia

PEMBAHASAN

Proses Pencemaran Udara oleh SO₂

Wiharja (2004) memaparkan secara umum, proses pembentukan gas sulfur oksida hasil pembakaran bahan bakar fosil mengikuti mekanisme reaksi sebagai berikut :

S + O₂    ->   SO₂

2 SO₂ + O₂     -> 2 SO₃

Dari hasil pembakaran ini, jumlah SO₂ selalu akan lebih besar dari jumlah SO₃, karena pembentukan SO₃ sangat dipengaruhi oleh kondisi reaksi seperti suhu dan jumlah O_2, dan biasanya tidak lebih dari 10 % jumlah pembentukan gas Sulfur oksida.

Selain sumber-sumber emisi dari hasil pembakaran bahan bakar fosil di atas, industri pengolahan hasil tambang, seperti Industri peleburan baja merupakan industri terbesar yang menghasilkan SO_X. Hal ini disebabkan karena elemen yang penting secara alami terdapat dalam bentuk logam sulfida seperti tembaga (CuFeS₂ dan Cu2_S), Seng (ZnS), merkuri (HgS), dan timbal (PbS). Di samping itu sulfur merupakan kontaminan yang tidak dikehendaki dalam logam dan biasanya lebih mudah menghilangkan sulfur dari permukaan logam yang kasar dibandingkan menghilangkannya dari produk metal yang lain. Beberapa reaksi yang terjadi pada proses peleburan logam adalah:

2 ZnS + 3 O₂--------> 2 ZnO + 2 SO₂

2 PbS + 3 O₂ -------> 2 PbO + 2 SO₂

Untuk produksi tembaga, penanganan CuS akan membentuk metal melalui reaksi :

Cu₂S + O₂ --------> 2 Cu + SO₂

Dari reaksi ini tampak bahwa, SO₂ juga dihasilkan dari hasil samping industri logam (Wiharja 2004).

Dampak Negatif pada Lingkungan oleh Polutan SO₂

Menurut Dewi dan Susandi (2010), jumlah emisi SO₂ di Indonesia selalu meningkat dari tahun ke tahun seiring dengan meningkatnya konsumsi energi oleh penduduk yang semakin meningkat pula jumlahnya. Penelitian tersebut memberikan informasi bahwa dalam model MERGE, jumlah emisi SO₂ di Indonesia pada tahun 2000 berkisar 4.3 juta metrik ton untuk sekenario dasar. Hal ini meningkat enam kali lipat dari jumlah pada tahun 1995. Selain itu, penelitian tersebut juga memaparkan estimasi keadaan tertinggi jumlah emisi SO₂ di Indonesia sebesar 5.09 juta metrik ton, yaitu terjadi pada tahun 2070.

Dewi dan Susandi (2010) menyebutkan bahwa jika negara-negara OECD mengurangi emisi mereka, maka harga gas akan meningkat dan harga batubara akan jatuh. Dengan naiknya harga gas, Indonesia akan mengeksport gas lebih banyak dan menggunakan batubara yang nilai ekonomisnya rendah untuk kebutuhan domestiknya. Akibatnya, konsumsi batubara Indonesia menjadi lebih tinggi dibanding dengan konsumsi minyak dan gas. Peningkatan konsumsi energi tersebut membawa Indonesia pada peningkatan emisi SO₂ hingga 5,35 juta metrik ton pada tahun 2100. Puncak emisi SO₂ terjadi pada tahun 2060 yaitu sebesar 6,69 juta metrik ton SO₂ yang kemudian menurun akhir abad (Gambar 3.1).

Gambar 3.1. Estimasi Peningkatan Emisi dan Konsentrasi SO₂ di Indonesia

Peningkatan emisi SO₂ yang dihasilkan dari pembakaran fosil berdampak buruk pada lingkungan seperti meningkatkan terjadinya hujan asam dan menurunkan suhu secara global (Dewi dan Susandi 2010). Hujan asam adalah suatu masalah lingkungan yang serius yang secara berangsur-angsur mempengaruhi kehidupan manusia. Hujan asam disebabkan oelh polusi di udara, seperti SO₂ dan NO yang terdapat di atmosfer dan bereaksi dengan kelembaban dalam udara. Polusi tersebut akhirnya jatuh sebagai embun di tanah, inilah yang disebut dengan hujan asam. Pada umumnya, air hujan normal bersifat asam dengan pH sekitar 5.6 karena karbon dioksida (CO₂) di udara larut dengan air hujan bersifat asam lemah (carbonic acid). Namun ketika hujan yang turun ke bumi memiliki pH di bawah 5.6, maka hujan tersebut dikatakan hujan asam dan secara otomatis telah tercemari oleh gas asam di atmosfer (Cahyono 2004). Secara umum, reaksi pembentukan hujan asam dapat diilustrasikan sebagai berikut:

S(s) + O₂(g) => SO₂ (g)

2SO₂(g) + O₂ (g)=> 2SO₃ (g)

SO₃ (g) + H₂O(l) => H2SO₄ (Aq).

Dalam model MERGE, pada tahun 2000 pH air hujan di Indonesia sekitar 5.35 (Gambar 3.2). Jika Negara-negara OECD tidak melakukan pengurangan emisi, maka pH terendah di Indonesia terjadi pada tahun 2070, yaitu sekitar 5.28, dimana konsentrasi SO₂ mencapai titik paling tinggi. Namun jika Negara-negara tersebut melakukan pengurangan emisi, maka peningkatan konsumsi energi di Indonesia menyebabkan bertambahnya jumlah SO₂ sehingga pH air hujan menjadi semakin rendah,dari sekenario dasar yaitu sekitar 5.12. Hal ini akan terjadi pada tahun 2060 (Dewi dan Susandi 2010).

Gambar 3.2. Estimasi pH air Hujan Akibat Peningkatan SO₂ di Indonesia

Dalam ekosistem air, hujan asam memberikan efek negatif yaitu menyebabkan pH air turun di bawah normal sehingga ekosistem air terganggu. Sementara itu, hujan asam juga menghancurkan jaringan tumbuhan karena memindahkan zat hara di daun dan menghalangi pengambilan Nitrogen dan mengganggu pertumbuhan tanaman. Keasaman air hujan juga dapat melarutkan kalsium, potasium dan nutrient lain yang berada dalam tanah sehingga tanah akan berkurang kesuburannya dan akibatnya pohon akan mati (Pengantar Pencemaran Udara 2009).

Apabila hujan dengan pH kurang dari 5,6 terutama pH dibawah 5,1 akan berdampak negatif dan menyebabkan berbagai kerusakan diantaranya dapat merusak properti, monumen, patung, bahan logam, dapat mematikan berbagai jenis binatang dan tumbuhan, menghambat pertumbuhan tanaman pangan dan sayur, menyebabkan penyakit pernapasan dan yang paling parah, pada ibu hamil akan menyebabkan bayi yang lahir prematur dan meninggal (Pengantar Pencemaran Udara 2009).

Dewi dan Susandi (2010) juga meyatakan selain berdampak pada penurunan pH air hujan, peningkatan emisi SO₂ juga berdampak pada penurunan temperatur global (global dimming). Pada tahun 1991, letusan gunung Pinatubo di Philipina melepaskan sekitar 14-26 juta ton SO₂ ke atmosfer dan menyebabkan pendinginan temperatur global sebesar 0,5 derajat Celsius setahun setelah terjadinya letusan. Dalam model MERGE, penurunan temperatur global yang disebabkan oleh meningkatnya jumlah emisi SO₂ sebagai akibat dari peningkatan komsumsi energi Indonesia, mencapai 2°C untuk skenario PK (Gambar 3.3).

Gambar 3.3. Estimasi Penurunan Suhu Akibat Peningkatan SO₂ di Indonesia

Dampak Negatif pada Kesehatan oleh Polutan SO₂

Peningkatan emisi SO₂ di atmosfer dihasilkan dari pembakaran bahan bakar fosil menyebabkan konsentrasi SO₂ di atmosfer mengalami kenaikan yang cukup signifikan sehingga polusi udara di Indonesia menjadi semakin buruk. Buruknya kondisi udara di Indonesia akan membawa dampak negatif terhadap kesehatan masyarakat Indonesia yang selanjutnya akan menyebabkan kerugian secara finansial baik karena tingginya biaya perawatan untuk kasus kesehatan yang berkaitan dengan polusi udara maupun karena menurunnya produktivitas masyarakat Indonesia yang berarti polusi udara akan membawa dampak negatif terhadap perekonomian di Indonesia.

Dalam model MERGE, polusi udara di Indonesia yang diakibatkan oleh SO₂ menyebabkan kasus kematian prematur, gangguan pernapasan anak dan gangguan astma sebanyak 4,1 juta kasus pada tahun 2000 (Gambar 3.4). Jumlah ini terus bertambah hingga 2,5 kali lipat (tahun 2070) dari total kasus kesehatan pada tahun 2000. Jika negara-negara OECD melakukan pengurangan emisi, maka konsumsi batubara dan minyak di Indonesia menjadi lebih besar karena Indonesia akan mengeksport gas lebih banyak. Akibatnya, konsentrasi SO₂ di atmosfer Indonesia meningkat dan total kasus kesehatan yang berkaitan dengan SO₂ juga meningkat dan mencapai puncak pada tahun 2060 sebesar 3,4 kali lipat dari jumlah total kasus yang sama pada tahun 2000 (Dewi dan Susandi 2010).

Gambar 3.4. Estimasi Jumlah Kasus Kesehatan dari Dampak SO₂ di Indonesia

Dampak Negatif pada Finansial oleh Polutan SO₂

Dampak ekonomi dari polusi udara yang diakibatkan oleh emisi SO₂ dapat ditentukan dari nilai ekonomi dari kasus kesehatan yang berkaitan dengan polusi udara. Dalam penelitian ini, diasumsikan bahwa rata-rata biaya perawatan medis untuk kasus gangguan pernapasan anak-anak dan gangguan astma orang dewasa adalah sebesar US$ 1,35 (Dewi dan Susandi 2010).

Secara ekonomis, pada tahun 1999, Jakarta merugi Rp 2,4 trilliun untuk perawatan kesehatan dan menurunnya produktivitas. Jika tidak ada penuntasan polusi, diprediksikan masyarakat Jakarta harus menyediakan anggaran Rp 7 trilliun hanya untuk perawatan kesehatan. Dalam model MERGE, tanpa adanya pengurangan emisi, secara ekonomis, masyarakat Indonesia harus menanggung biaya medis sebesar US$ 25,6 juta untuk total kasus kematian prematur, gangguan pernapasan anak, dan gangguan astma orang dewasa yang diakibatkan oleh pencemaran SO₂ di atmosfer Indonesia pada tahun 2000. Jika tidak ada penurunan polusi yang diakibatkan oleh SO₂, maka diestimasikan, biaya medis yang harus ditanggung masyarakat Indonesia pada tahun 2100 mencapai US$ 676 juta (8,8% dari PNB Indonesia tahun 2100) (Dewi dan Susandi 2010).

Jika ada pengurangan emisi yang dilakukan oleh negara-negara OECD, maka total biaya medis yang diperlukan untuk kasus kematian prematur, gangguan pernapasan anak dan gangguan astma orang dewasa akan mengalami peningkatan mencapai US$ 995 juta pada tahun 2100 atau sekitar 13% dari PNB Indonesia pada tahun 2100. Peningkatan biaya kesehatan tersebut disebabkan oleh bertambahnya jumlah kasus kesehatan di Indonesia terutama kematian prematur, gangguan pernapasan anak dan gangguan astma orang dewasa yang disebabkan oleh peningkatan konsentrasi SO₂ di atmosfer sebagai dampak dari peningkatan konsumsi energi bahan bakar fosil di Indonesia sebagai dampak dari penerapan Protokol Kyoto oleh negara-negara OECD. Hal ini akan berpengaruh terhadap perekonomian Indonesia karena selain kerugian secara finansial, Indonesia juga akan menanggung kerugian akibat menurunnya produktivitas (Dewi dan Susandi 2010).

Gambar 3.5. Estimasi Kerugian Ekonomi dalam Perbaikan Kesehatan dari Dampak SO₂

SIMPULAN

Indonesia merupakan salah satu Negara dengan jumlah penduduk yang sangat besar. Hal ini menyebabkan terjadinya peningkatan polutan SO₂ oleh semakin meningkatnya kebutuhan energi yang bersumber dari pembakaran bahan bakar fosil. Polutan SO₂ diestimasi akan memberikan dampak terburuk pada tahun 2060,  dimana konsentrasi polutan SO₂ mencapai puncaknya pada tahun tersebut. Efek negatif yang ditimbulkan oleh polutan ini adalah baik bagi lingkungan, kesehatan, dan ekonomi di Indonesia.

DAFTAR PUSTAKA

[BPS] Badan Pusat Statistik. Perkiraan Penduduk Beberapa Negara (Juta). [diunduh 07 Oktober 2014]. Tersedia pada: http://www.bps.go.id/tab_sub/view.php?kat=1&tabel=1&daftar=1&id_subyek=12&notab=22.

Cahyono, WE. 2004. Pengaruh Hujan Asam pada Biotok dan Abiotik. LAPAN

Dewi, A S. dan Susandi, A. 2010. Proyeksi SO₂ di Indonesia Sebagai Implikasi Perubahan Iklim Global: Dampak dan Biaya Kesehatan.

Indrasti, N S., Yani, M., dan Manik, S P. 2014. Penghilangan Gas SO₂ (Sulfur Dioksida) dengan Teknik Biofilter Menggunakan Thiobacillus sp. pada Media Serbuk Gergaji, Kompos, dan Tanah. J. Tek. Ind. Pert. Vol. 14(3), 107-111

Pengantar Pencemaran Udara. 2009. Program Studi Teknik Lingkungan ITB

Wiharja. 2004. Identifikasi Kualitas Gas SO₂ di Daerah Industri Pengecoran Logam Ceper. J. Tek Ling., Vol. 3, No. 3