Senyawa Hidrokarbon Aromatik (BTX)
-
Upload
naila-syahidah -
Category
Documents
-
view
292 -
download
17
description
Transcript of Senyawa Hidrokarbon Aromatik (BTX)
KS Kimia Organik II – Polutan Organik
Dr. rer. nat. Budiawan / Neera Khairani, S.Si, M.Si 1
Hidrokarbon Aromatik (Benzene, Toluene, Xylene)
KSK Organik II -‐ Polutan Organik
Hidrokarbon Aromatik Disebut juga arene atau aryl hydrocarbon à Senyawa hidrokarbon dengan ikatan rangkap dan tunggal antar
atom karbon (-‐C=C-‐ atau -‐C-‐C-‐) à MengikuI aturan Hückle untuk senyawa AromaIk • Monocyclic Aroma;c Hydrocarbons
– Benzene, Toluene, Xylene, Ethylbenzene, Styrene
• Polycyclic Aroma;c Hydrocarbons – Naphthalene, Phenanthrene, Anthracene, Benzo[a]pyrene, Dibenz[a,h]anthracene
• Heteroarenes (se;daknya satu atom karbon digan;kan oleh heteroatom oksigen, nitrogen atau sulfur – Furan, Pyridine
KS Kimia Organik II – Polutan Organik
Dr. rer. nat. Budiawan / Neera Khairani, S.Si, M.Si 2
Contoh struktur beberapa hidrokarbon aromatik
BTX Benzene, Toluene, Xylene
KS Kimia Organik II – Polutan Organik
Dr. rer. nat. Budiawan / Neera Khairani, S.Si, M.Si 3
TINJAUAN UMUM PRODUK BTX
POHON INDUSTRI PETROKIMIA “NAPHTA”
Naptha /Natural Gas
Ethylene
Propylene
Xylene
Benzene
Ethylene Oxide (EO)Mono Ethylene
Glicol (MEG)
Polyester Stable Fiber (PSF) / Polyester
Filament Yarn (PFY)Fabrics
High Density Poly Ethylene (HDPE) / Low Density Poly Ethylene (LDPE)
Packaging Plastics
Ethylene Dichloride (EDC)
Poly Vinyl Chloride (PVC)
Pipes, films, Moulded goods
Poly Propylene (PP)Fabrics, Films,
Packaging
Ethylene Oxide (EO)Phthalic Acid
Anhydride (PAN)
Plasticisers, dyes/chems, paints
Paraxylene
Ethylene Dichloride (EDC)
Dimethyl Terephthalate
(DMT)Texturised Yarn
Purified Terephthalic Acid (PTA)
Polyester Stable Fiber
(PSF)Spun Yarn
Polyester Filament Yarn
(PFY)
Caprolactum
Linear Alkyl Benzene (LAB)
Nylon Filament Yarn (NFY) Sarees
CaprolactumNylon Tyre Cord
(NTC) Tyres
Detergent Soaps
Hulu
Intermediate
Hilir
Nasib dan Perilaku Aromatik Hidrkarbon BTX di Lingkungan
KS Kimia Organik II – Polutan Organik
Dr. rer. nat. Budiawan / Neera Khairani, S.Si, M.Si 4
Benzena • Pada temperatur ruang, benzena merupakan
cairan yang jernih, tak berwarna dan bersifat volaIl (mudah menguap)
• Benzena memiliki bau yang khas, dengan ambang bau sebesar 34 – 119 ppm
SIFAT FISIK-‐KIMIA Rumus kimia : C6H6 Berat Molekul relaIf : 78,11 TiIk nyala : -‐ 11,1 oC Ambang mudah terbakar : 1,3 – 7,1% TiIk leleh : 5,5 oC TiIk didih : 80,1 oC (at 760 mmHg) Kerapatan uap relaIf : 2,70
Produksi & Penggunaan Benzena • Secara alami terdapat dalam minyak mentah.
• Diproduksi dalam kuanItas besar untuk sintesis kimia eIlbenzena, fenol, sikloheksana, dan hidrokarbon aromaIk tersubsItusi lainnya.
• Produksi tahun 1988 diperkirakan 20 juta ton di seluruh dunia.
• Produksi di Amerika dan Jepang pada 1990 diperkirakan 5,4 juta dan 2,8 juta ton.
• Saat ini penggunaan bersifat sangat terbatas : – Komponen dalam BBM Kendaraan bermotor, pelarut untuk lemak, lilin,
karet, resin, minyak, Inta, cat dan plasIk – Ekstraksi minyak atsiri dari bijih tanaman – Intermediet produksi deterjen, bahan peledak, obat-‐obatan dan zat
warna
KS Kimia Organik II – Polutan Organik
Dr. rer. nat. Budiawan / Neera Khairani, S.Si, M.Si 5
Sumber Paparan Benzena • Paparan benzena di lingkungan :
– Gas buang kendaraan bermotor – Buangan Industri – Pembakaran tungku batu bara – Asap rokok (akIf & pasif) – Asap dari proses pembakaran lainnya
• Paparan benzena di tempat kerja : – Pengkilangan minyak – Pengangkutan dan distribusi bahan bakar,
khususnya bensin – Stasiun pengisian bahan bakar umum (SPBU) – dalam perkerjaan pemeliharaan mesin berbahan
bakar bensin – Industri Petrokimia – Industri Cat/Adhesif/Resin/Karet – Industri Sepatu/Kulit – Percetakan Sumber : WHO (1996), ATSDR (1991)
Benzena… ● ILO, 1972 : Benzena di industri harus di kontrol sangat ketat dan
dilarang digunakan secara umum kecuali sebagai bahan bakar bensin
● IARC, 1989 : Benzena sebagai Karsinogen Grup 1, yakni terbukti karsinogenik pada manusia
● IPCS, 1993 : Benzena dalam minyak mentah dan gas alam, berkisar 0,1-‐5,0 % volume à spesiNikasi Bensin di Indonesia...?
● WHO, 1996 : Diproduksi oleh industri petrokimia dan kilang minyak, dan eNluen tungku batu bara, gas buang dari mesin kendaraan bermotor, serta asap rokok.
● Data tersedia bahwa sekitar 85% Benzena di udara bersumber dari emisi gas buang kendaraan bermotor (Yeshvandra Verma et.al, 2003)
● DKI-‐Jakarta, kota terpadat di dunia diurutan ke-‐13, selain itu udaranya paling kotor ke-‐3 setelah Bangkok dan Mexico City (WHO/UNEP, 1992).
● Penyebab tingginya cemaran udara antara lain akibat buruknya kualitas BBM, dan benzena terkandung didalamnya, serta manajemen lalu lintas (IVERS, 2002)
KS Kimia Organik II – Polutan Organik
Dr. rer. nat. Budiawan / Neera Khairani, S.Si, M.Si 6
Nasib dan Perilaku Benzena di Lingkungan
• Dapat berada di udara karena penguapan dari permukaan air dan tanah.
• Saat di udara, benzena bereaksi dengan bahan kimiawi lain dan terdegradasi dalam beberapa hari, atau terdeposisi di tanah karena air hujan dan salju.
• Benzena terdegradasi lebih lambat di air dan tanah (T1/2 antara 4 hingga 14 hari).
• Benzena sedikit larut dalam air sehingga dapat masuk ke air tanah.
Transformasi dan Degradasi Benzena di Udara
KS Kimia Organik II – Polutan Organik
Dr. rer. nat. Budiawan / Neera Khairani, S.Si, M.Si 7
Transformasi dan Degradasi Benzena di Air
Transformasi dan Degradasi Benzena di Tanah
Absorpsi Benzena • Inhalasi Benzena yang terinhalasi segera dapat terabsorpsi, paparan sebesar antara 2 – 100 cm3/m3 diretensi dalam paru-‐paru sebanyak 50% selama beberapa jam
• Kulit Dari studi in vitro pada kulit manusia, absorpsi benzena dalam bentuk gas melalui kulit memberi kontribusi yang agak sedikit kepada total absorpsi, namun, absorpsi benzena cair dapat merupakan jalur paparan yang signifikan
• Saluran pencernaan Absorpsi benzena melalui lambung dan usus dapat menyebabkan keracunan akut
KS Kimia Organik II – Polutan Organik
Dr. rer. nat. Budiawan / Neera Khairani, S.Si, M.Si 8
Metabolisme Benzena
SG
HO
O O
H
HOH
OH
H
HOH
OHO
OH
OH
OH OH
OH
O
O
OH
OH
OH
O
O
C C C
H
H
C
H
CHOCHO
H
ASAMPREMERKAPTURAT
TRANS,TRANS-MUKONALDEHIDA
BENZENA BENZENAOKSIDA
BENZENAOKSEPIN
EPOKSIDAHIDROLASE
DIHIRODIOLDEHIDROGENASE
DIOLEPOKSIDA
HIDROKUINON
p-BENZOKUINON 1,2,4-TRIHIDROKSI BENZENA o-BENZOKUINON
KATEKOLFENOL
Cyto-P-450
GSH
PENATAAN ULANG NON-ENZIMATIK
[O]
[O]
[O] [O]
[O] [O]
[O]
[O] [O]
+ H2O
?
?
? ?
S-‐PMA (ASAM S-‐FENIL MERKAPTURAT)
t,t-‐MA (ASAM trans,trans-‐
MUKONAT)
Sumber : WHO (1996)
Distribusi & Ekskresi Benzena
• Rendahnya daya larut benzena dalam air dan kecenderungannya untuk terparIsi ke dalam fasa lipid – Benzena terakumulasi dalam lemak dan jaringan lemak
• Distribusi : – sumsum tulang – jaringan adiposa (14,2 x dalam darah)
• Ekskresi : – 23 % fenol – 4,8 % hidrokuinon – 2,2% katekol – 1 – 2% asam t,t-‐mukonat – 0,05 dan 0,29% asam S-‐fenil merkapturat
KS Kimia Organik II – Polutan Organik
Dr. rer. nat. Budiawan / Neera Khairani, S.Si, M.Si 9
Efek Toksik Benzena
Efek Akut : • Depresi pada sisIm saraf pusat dan kemaIan • Paparan benzena antara 50 – 150 ppm dapat menyebabkan sakit
kepala, kelesuan, dan perasaan mengantuk • Konsentrasi benzena yang lebih Inggi dapat menyebabkan efek yang
lebih parah, termasuk verIgo dan kehilangan kesadaran • Kadar 2300 mg/m3 diudara jika terhirup, maka setelah 30-‐60 menit
pingsan (tak sadarkan diri) • Paparan sebesar 20.000 ppm selama 5 – 10 menit bersifat fatal, dan
paparan sebesar 7.500 ppm dapat menyebabkan keracunan jika terhirup selama 0,5 – 1 jam.
• Efek ringan dapat berupa euforia, sakit kepala, muntah, gaya berjalan terhuyung-‐huyung, dan pingsan.
• Efek pada kulit melipuI eritema, kekeringan, dan dermaIIs, jika terpapar secara berulang dalam waktu yang lebih lama.
Efek Toksik Benzena
Efek Kronis: • Leukemia , trombositopenia, anemia, granulositopenia dan
anemia aplasIk (Penney, 1995; WHO, 1996) • Paparan dengan kadar 6,5-‐81 mg/m3 selama waktu kerja
beresiko Leukemia (setelah 1,5-‐15 tahun) • Karsinogen Grup 1 (IARC) • Kasus kanker yang pernah ditemukan pada pekerja terpapar
benzena : Leukemia Esofagus Limfosarkoma Ginjal HaI
Paru Nasofaring perut Kandung kemih Usus (Colon)
Sumber : Acquavella (1991); Adelstein (1972); Berger & Manz (1992); Bond et al. (1985); Brown et al. (2002); Brownson et al. (1989); Creppi et al. (1997); Delahunt et al. (1995); Partenen et al. (1991); Goldberg MS et al. (2001); Greene et al. (1979); Hanis et al. (1979, 1982, 1985a,b); Lagorio et al. (1994); Lundberg & Milatou-Smith, 1998; Miller et al. (1986); Schnatter et al. (1993); Thomas et al. (1980); Yin et al. (1989).
KS Kimia Organik II – Polutan Organik
Dr. rer. nat. Budiawan / Neera Khairani, S.Si, M.Si 10
History of Benzene Toxicity : Aplastic Anemia & Leukemia
Year Cases of Aplastic Anemia and Leukemia 1897 Santeson - aplastic anemia; established benzene as powerful bone marrow poison 1903 LeNoir - leukemia in benzene workers 1911 Setting - benzene a bone marrow poison in rabbit bioassays
1926 National Safety Council on Benzene · Damages blood forming organs · Marked individual variations in susceptibility
1928 Askey - 1st report of leukemia following benzene poisoning in humans
1931 National Safety Council on "Benzol" · Great individual susceptibility
1938 API - Toxicity of Industrial Organic Solvents
1939 Greenberg - reported leukemia’s in several hundred benzene workers in the rotogravure printing industry
1939 Hunter* and Mallory found 89 cases of benzene poisoning with several leukemia deaths.
1940 U.S. Public Health Service. Toxicity and potential dangers of aliphatic and aromatic hydrocarbons.
· Prolonged benzene poisoning may become acute poisoning
1941 API. Occupations, Tumors, and Allied Disease. "Evidence shows causative interrelations between occupational exposure to benzol and leukemia."
*Hunter: "No level of benzene greater than zero is safe over a long period of time."
Temuan Kasus Terkait Benzena di Dunia
Tahun Temuan Kasus Terkait Benzena di Dunia
1960-‐an Leukemia pada pekerja (terutama pembuat sepatu) di Italia yang terpapar benzena Ingkat Inggi
1970-‐an Leukemia pada pekerja (terutama pembuat sepatu) di Tur yiang terpapar benzena Ingkat Inggi
1984
Laporan California Air Resources Board Report kepada the ScienIfic Review Panel tentang Benzena : ·∙ "Benzena harus diperlakukan sebagai karsinogen pada konsentrasi berapapun tanpa nilai batas ambang. . ."
1994
Aksoy pada pekerja terpapar benzena di Turki : ·∙ "Benzena adalah satu-‐satunya bahan kimia penyebab Imbulnya malignansi pada hematologik dan limfaIk. Tidak ada Ingkatan yang aman untuk karsinogen ini. Karena itu, benzene sebaiknya hanya digunakan jika Idak ada alternaIf lainnya"
KS Kimia Organik II – Polutan Organik
Dr. rer. nat. Budiawan / Neera Khairani, S.Si, M.Si 11
● Tanggal 13 November 2004, terjadi ledakan di Pabrik Anilin, Jilin Petrochemical, anak perusahaan China NaIonal Petroleum CorporaIon (CNPC), mengguncang daerah Imur laut Cina, 5 orang maI.
● Aliran minyak sepanjang 80 km (50 mil) mengalir melalui sungai Songhua dari Jilin menuju Harbin dalam waktu 5 hari, diperkirakan mencapai sungai Amur di perbatasan dengan Rusia dalam waktu 14 hari.
● Menyebabkan pasokan air bersih di daerah Harbin terhenI, mengancam 9 juta penduduk, karena kejadian baru diketahui 10 hari kemudian.
Tumpahan Benzena di Sungai Songhua, Cina – 2004 Kasus Pencemaran Benzena di Lingkungan
Pemantauan Benzena Spesimen Biologik Sampel Lingkungan
Sampel udara ekshalasi
HRGC/MS GC/FID
Sampel udara GC/MS GC/FID HRGC/PID HPLC/UV
Sampel darah GC/MS GC/FID HPLC
Sampel air HRGC HRGC/MS GC/MS GC/PID GC/FID
Sampel Urin (konjugat maupun metabolitnya)
GC/PID HPLC/UV GC/FID HPLC/Fluoresensi GC/MS
Sampel tanah dan sedimen
PID HRGC/FID HRGC/MS GC/FID GC/MS
KS Kimia Organik II – Polutan Organik
Dr. rer. nat. Budiawan / Neera Khairani, S.Si, M.Si 12
Nilai Ambang Batas (TLVs) Benzena
Senyawa TLV (ACGIH)
Potensi Paparan/Efek TWA (ppm/ mg/m3)
STEL/C (ppm/ mg/m3)
Benzena 0,5 ppm 2,5 ppm Leukemia
SSP : Sistem Saraf Pusat, TLV : Threshold Limit Value, TWA : Time Weighted Average STEL : Short Term Exposure Limit (max.15 menit), BEI : Biological Exposure Indices
Sumber : American Conference of Governmental Industrial Hiygienists (ACGIH), 2007
Sampel Waktu Sampling
BEI ACGIH (2007)
Asam S-‐fenilmerkapturat dalam urin Akhir shio kerja 25 µg/g kreaInin
Asam t,t-‐mukonat dalam urin Akhir shio kerja 500 µg/g kreaInin
Indeks Paparan Biologik Benzena
Nilai Ambang Batas (TLVs) Benzena di Beberapa Negara
24
KS Kimia Organik II – Polutan Organik
Dr. rer. nat. Budiawan / Neera Khairani, S.Si, M.Si 13
Toluena
Pada temperatur ruang, toluena berbentuk cair dan mudah menguap SIFAT FISIK-‐KIMIA Rumus molekul : C6H5CH3 Berat Molekul : 92,14 Berat jenis : 0,867 g/mL pada 20°C Tekanan uap : 28.4 mmHg pada 25°C Log Kow : 2,69
CH3
Produksi & Penggunaan Toluena • Secara alami terdapat dalam minyak mentah • Diproduksi dalam proses pembuatan Bahan Bakar Minyak (BBM) dan bahan bakar lain
• Produksi tahun 1994 di Amerika sekitar 3 juta ton. • Digunakan sebagai pelarut di
– Industri Cat, Thinner – Industri Adhesif dan Karet
KS Kimia Organik II – Polutan Organik
Dr. rer. nat. Budiawan / Neera Khairani, S.Si, M.Si 14
Sumber Paparan Toluena • Sumber utama paparan toluena :
– Emisi (gas buang) kendaraan bermotor
– Penguapan selama produksi, distribusi dan penyimpanan minyak,
– Industri yang menggunakan Toluena sebagai pelarut dan intermediet proses produksi
– Asap rokok
Nasib dan Perilaku Toluena di Lingkungan • Toluena terutama berada di udara karena bersifat volaIl. • Laju penguapan dari permukaan air bergantung apakah air bersifat
staIs (T1/2= 1-‐16 jam) atau turbulen (T1/2= 5-‐6 jam) (Mackay dan Leinonen 1975, Wakeham et al. 1983)
• Laju penguapan dari tanah bergantung suhu, kelembapan dan Ipe tanah. Dalam kondisi normal, >90% toluena di lapisan tanah bagian atas menguap dalam 24 jam (Balfour et al. 1984, Thibodeaux dan Hwang, 1982)
• Penguapan toluena dari deposit 1-‐1,3 di bawah permukaan tanah menguap hanya 0,1-‐2,6 % selama 1 tahun (Jury et al. 1990)
• Laju transportasi toluena di air tanah bergantung pada derajat adsorpsi pada tanah. Log Koc =2,25 menunjukkan toluena lambat teradsorpsi pada tanah yang kaya materi organik, namun segera terkikis dari tanah yang memiliki kandungan organik rendah (Wilson et al. 1981).
KS Kimia Organik II – Polutan Organik
Dr. rer. nat. Budiawan / Neera Khairani, S.Si, M.Si 15
Transformasi dan Degradasi Toluena
Di Udara – Cepat terdegradasi melalui reaksi dengan radikal hidroksil
menghasillkan kresol dan benzaldehida, yang kemudian mengalami pemecahan cincin untuk menghasilkan hidrokarbon sederhana (Davis et al 1979).
– Waktu paruh dapat berkisar 10 -‐ 104 jam bergantung pada kondisi atmosfer (Howard et al. 1991)
– Toluena juga teroksidasi dengan reaksi dengan NO2, O2 dan O3, namun laju reaksinya lebih rendah dari reaksi dengan radikal hidroksil. (Altshuller et al. 1971)
– Fotolisis merupakan jalur degradasi yang signifikan untuk toluena (EPA 1981).
Fotooksidasi Toluena
KS Kimia Organik II – Polutan Organik
Dr. rer. nat. Budiawan / Neera Khairani, S.Si, M.Si 16
Di Air – Toluena bereaksi dengan radikal hidroksil
T1/2= 13-‐54 hari (Howard et al., 1991).
– Degradasi toluena dalam air terjadi terutama oleh aksi mikroba.
– Pada permukaan air, waktu paruh biodegradasi toluena= 4-‐22 hari
– Pada air tanah, waktu paruh biodegradasi toluena selitar 7-‐28 hari
Transformasi dan Degradasi Toluena
Di Sedimen dan Tanah – Toluena terdegradasi oleh Pseudomonas dan Achromobacter (Fewson 1981)
– Proses biodegradasi berlangsung dalam 2 tahap: • Fasa 1: pembentukan asam benzoat • Fasa 2: cincin aromaIk mengalami pemecahan metabolik
menjadi CO2 (Harayama et al. 1989)
– Waktu paruh biodegradasi di tanah oleh Phanerochaete chrysoporium = 5 hari (Yadav and Reddy 1993)
Transformasi dan Degradasi Toluena
KS Kimia Organik II – Polutan Organik
Dr. rer. nat. Budiawan / Neera Khairani, S.Si, M.Si 17
Absorpsi & Metabolisme Toluena
• Inhalasi KeIka terinhalasi dalam kondisi dilingkungan kerja, toluena dapat segera terabsorpsi melalui paru-‐paru dengan retensi dalam saluran pernafasan sebesar 50%.
• Kulit Absorpsi yang signifikan melalui kulit dapat terjadi keIka kontak dengan toluena cair, namun Idak melalui kontak dengan toluena berbentuk uap.
Sebagian toluena yang terabsorpsi dihembuskan kembali melalui pernafasan dalam bentuk yang Idak berubah, sedangkan sebagian besar (kira-‐kira 80%) teroksidasi dalam haI pada gugus meIl menjadi benzil alkohol dan kemudian menjadi asam benzoat
Metabolisme Toluena Sumber : WHO (1996) Toluena (metilbenzena)
Benzil alkohol
Asam benzoat
(Konjugasi Glisin)
(Oksidasi rantai samping) Oksidasi Aromatik
o-,m-,p-Kresol
Sulfatasi atau glukuronidasi
Konjugat kresol dengan sulfat atau glukuronida
CH3
CH2 OH
COOH
CONH CH2 COOH
Asam Hippurat
CH3OH
CH3 CH3
OHOH
KS Kimia Organik II – Polutan Organik
Dr. rer. nat. Budiawan / Neera Khairani, S.Si, M.Si 18
Efek Toksik Toluena Efek yang paling utama akibat paparan toluena ialah pada fungsi sisIm syaraf pusat dan pernafasan(WHO, 1996)
Efek Akut : • Paparan terhadap Toluena sebesar 600 ppm selama 3 jam dapat
menyebabkan narkosis, kebingungan mental, muntah dan sakit kepala.
Kadar (mg/m3) Efek Toksik 9,4 Pengaruh bau Idak enak 116-‐375 Pengaruh rasa ngantuk & lemah 750 Mata dan tenggorokan sakit & sakit kepala 1125 Gangguan gerakan koordinasi sistem syaraf 1520 Mata berair terus-‐menerus 1875-‐2250 Rasa mual, gugup & gelisah, penurunan daya ingat 3000 Kurang kontrol, rasa lemas & kantuk yang sangat berat 15000 Tak sadarkan diri dan kemaIan
Efek Toksik Toluena Efek Kronis : • Paparan jangka panjang terhadap toluena dapat menyebabkan gangguan pada fungsi sisIm koordinasi tubuh, terhambatnya refleks, iritasi kulit dan dermaIIs.
• IARC Grup 3 (not classifiable as carcinogenic to human)
KS Kimia Organik II – Polutan Organik
Dr. rer. nat. Budiawan / Neera Khairani, S.Si, M.Si 19
Nilai Ambang Batas (TLVs) Toluena
Senyawa TLV (ACGIH)
Potensi Paparan/Efek TWA (ppm/ mg/m3)
STEL/C (ppm/ mg/m3)
Toluena 20 ppm - Gangguan penghlihatan, gangguan reproduksi wanita, keguguran
TLV : Threshold Limit Value, TWA : Time Weighted Average STEL : Short Term Exposure Limit (max.15 menit), BEI : Biological Exposure Indices Sumber : American Conference of Governmental Industrial Hiygienists (ACGIH), 2007
Sampel Waktu Sampling BEI ACGIH (2007)
o-‐cresol dalam urin Akhir shio kerja 0,5 mg/L
Asam hippurat dalam urin Akhir shio kerja 1,6 g/g kreaInin
Toluena dalam darah Sebelum shift terakhir pada akhir minggu kerja 0,05 mg/L
Indeks Paparan Biologik Toluena
Pemantauan Toluena
Penentuan toluena
Spesimen Biologis Sampel Lingkungan Sampel udara ekshalasi
Capillary GC/MS (toluena) GC/FID (toluena)
Sampel udara
GC/FID GC/MS Capillary GC/FID Capillary GC/MS
Sampel darah GC/MS capillary GC/FID capillary GC/ITD (ion trap detec;on) GC
Sampel air GC/FID Capillary GC/PID GC/PID(detektor fotoionisasi) Capillary GC/MS GC/MS GC FS (spektrometri fluoresens)
Sampel Urin (konjugat maupun metabolitnya)
Capillary GC/FID(Penentuan toluena) HPLC/UV (Asam hipurat) HPLC/UV (o-‐kresol) HPLC-‐FD (Asam benzilmerkapturat)
Sampel tanah dan sedimen
Capillary GC/PID GC/PID Capillary GC GC/FID GC/PID/ELCD GC/MS GC
KS Kimia Organik II – Polutan Organik
Dr. rer. nat. Budiawan / Neera Khairani, S.Si, M.Si 20
Xilena • Xilena bersifat cair pada suhu ruangan. • Rumus molekul : C6H4(CH3)2 • Berat molekul : 106.17 Terdapat Iga buah isomer xilena, yaitu o-‐xilena [CAS No. 95-‐47-‐6], m-‐xilena [CAS No. 108-‐38-‐3] dan p-‐xilena [CAS No. 106-‐42-‐3] • o-‐xilena
– Berat jenis : 0,880 g/mL pada 20°C – Tekanan uap : 0,91 mmHg pada 25°C
• m-‐xilena – Berat jenis : 0,864 g/mL pada 20°C – Tekanan uap : 8,4 mmHg pada 25°C
• p-‐xilena – Berat jenis : 0,861 g/mL pada 20°C – Tekanan uap : 8,8 mmHg pada 25°C
Sumber Paparan Xilena
• Xilena merupakan salah satu pelarut organik yang paling banyak digunakan dan juga merupakan bahan untuk sintesis organik di industri : – Industri Cat, bahan pengencer (thinner) dan adhesif
• Di industri perminyakan, xilena juga terdapat bersama-‐sama dengan benzena dalam kandungan minyak mentah dan gas alam.
• Terdapat dalam BBM kendaraan bermotor, khususnya bensin tanpa Imbal
KS Kimia Organik II – Polutan Organik
Dr. rer. nat. Budiawan / Neera Khairani, S.Si, M.Si 21
Absorpsi Xilena • Inhalasi Jalur paparan utama masuknya xilena dalam tubuh ialah melalui paru-‐paru
• Kulit Xilena juga dapat terabsorpsi melalui kulit
Metabolisme dan Ekskresi Xilena
• Metabolisme xilena dalam manusia serupa dengan toluena
• Sebagian kecil dari xilena yang terabsorpsi diekskresi sebagai xilenol (dalam bentuk sulfat atau glukuronida)
Metabolisme Xilena XIlena (o,m,p-dimetilbenzena)
o,m,p-metilbenzil alkohol
(Konjugasi Glisin)
(Oksidasi rantai samping)
CH3
CONH CH2 COOH
Asam metilhippurat
CH3
CH3 CH3
CH3
CH3
CH2CH3
CH2 CH2
CH3
CH3
OH OH OH
Asam o,m,p-metilbenzoat
COOHCH3
COOH COOH
CH3
CH3
CONH CH2 COOH CONH CH2 COOHCH3
CH3CH3
Oksidasi Aromatik(jalur minor)
Sumber : WHO (1996)
KS Kimia Organik II – Polutan Organik
Dr. rer. nat. Budiawan / Neera Khairani, S.Si, M.Si 22
Efek Toksik Xilena • Serupa dengan toluena, yakni efek pada fungsi sisIm syaraf pusat
(WHO, 1996)
Efek Akut • Paparan terhadap xilena pada konsentrasi sebesar 200 ppm dapat
menyebabkan efek narcosis (sakit kepala, muntah, kebingungan mental, kehilangan kesadaran), efek pada lambung dan usus (mual, muntah), efek pada saluran pernafasan (batuk), iritasi kulit dan iritasi pada, selaput lendir mata
Efek Kronis • Paparan terhadap xilena dalam jangka panjang dapat menyebabkan
iritasi kulit, dermaIIs, penurunan kandungan lemak dalam tubuh, iritasi pada selaput lendir mata, radang selaput ikat mata (konjungIviIs), kehilangan nafsu makan, batuk, serta urin mengandung albumin dan berwarna gelap.
• IARC Grup 3 (not classifiable as carcinogenic to human)
• Xilena sangat mudah menguap dan segera berparIsi maupun permukaan tanah ke udara.
• Saat berada di tanah, xilena menguap atau terbawa oleh air masuk ke dalam tanah.
• Xilena cenderung teradsorpsi pada materi organik dan cenderung tertahan.
• Dari total xilena yang terbebaskan di lingkungan, 99,68 % berada di udara, 0,089% berada di tanah, 0,27 % berada di air, dan 0,04 % berada di sedimen.
Nasib dan Perilaku Xilena di Lingkungan
KS Kimia Organik II – Polutan Organik
Dr. rer. nat. Budiawan / Neera Khairani, S.Si, M.Si 23
Transformasi dan Degradasi Xilena
Di Udara
Xilena Produk fotodegradasi dengan adanya oksida nitrogen
o-‐xilena o-‐tolualdehida, meIlglioksal, 4-‐nitro-‐o-‐xilena, 2,3-‐dimeIlfenol
m-‐xilena 2,6-‐dimeIlfenol, 2,4-‐dimeIlfenol, meIlglioksal, m-‐tolualdehida
p-‐xilena p-‐tolualdehida dan 2,5-‐dimeIlfenol
Agen penyerang Waktu paruh •OH 0,4-‐1,0 hari (ECETOC 1986)
O3 5.000 – 6.200 hari (ECETOC 1986)
Proses Fotolisis Xilena
Tahap I : Penyerangan radikal OH
Tahap II : Penyerangan O2 dan NO2
KS Kimia Organik II – Polutan Organik
Dr. rer. nat. Budiawan / Neera Khairani, S.Si, M.Si 24
Di Air – Waktu paruh biodegradasi xilena di air 10,3 hari
(Jori et al., 1986) – Terutama mengalami fotooksidasi dengan adanya radikal
hidroksil, menghasilkan tolualdehida dan meIl benzil alkohol (Beyerle-‐Pfuur et al., 1989)
– Xilena resisten terhadap hidrolisis
Di Sedimen dan Tanah – Waktu paruh fotooksidasi xilena di permukaan tanah kira-‐kira
24,1 jam (Jori et al. 1986) – Bakteri yang dapat mendegradasi xilena di antaranya:
Pseudomonas, Flavobacterium dan Nocardin (Davis, et al., 1968; Gibson et al., 1974; Haighler et al., 1992)
Transformasi dan Degradasi Xilena
Nilai Ambang Batas (TLVs) Xilena
Senyawa TLV (ACGIH)
Potensi Paparan/Efek TWA (ppm/ mg/m3)
STEL/C (ppm/ mg/m3)
o,m,p-Xilena 100 ppm 150 ppm Iritasi Saluran Pernafasan Atas, Iritasi Mata, Kerusakan SSP
SSP : Sistem Saraf Pusat, TLV : Threshold Limit Value, TWA : Time Weighted Average STEL : Short Term Exposure Limit (max.15 menit), BEI : Biological Exposure Indices
Sumber : American Conference of Governmental Industrial Hiygienists (ACGIH), 2007
Sampel Waktu Sampling BEI ACGIH (2007)
Asam meIlhippurat dalam urin Akhir shio kerja 1,5 g/g kreaInin
Indeks Paparan Biologik Xilena
KS Kimia Organik II – Polutan Organik
Dr. rer. nat. Budiawan / Neera Khairani, S.Si, M.Si 25
Pemantauan Xilena Spesimen Biologis Sampel Lingkungan
Sampel udara ekshalasi
GC/FID GC/MS
Sampel udara GC/FID GC/MS GC/PID LC/UV GC-‐FID/PID GC-‐FID/ECD
Sampel darah GC/FID GC/MS
Sampel air GC/FID GC-‐PC/PID HC-‐CC/PID
Sampel Urin (konjugat maupun metabolitnya)
GC/FID HPLC HPLC/UV TLC
Sampel tanah dan sedimen
GC GC-‐ECD/PID GC/ECD GC/MS GC/FID
Asam meIl hipurat
What are the most familiar hazard characteristics of
BTX ?