Penentuan Batas Aman Paparan Inhalasi Partikulat dari Campuran Prallethrin dan d-Phenothrin Dengan Hewan Uji Mencit (Mus musculus)

Santiasih, Indri (2019) Penentuan Batas Aman Paparan Inhalasi Partikulat dari Campuran Prallethrin dan d-Phenothrin Dengan Hewan Uji Mencit (Mus musculus). Doctoral thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 03211560010002_Disertation.pdf Restricted to Repository staff only Download (6MB) | Request a copy

Abstract

Penggunaan obat anti nyamuk di dalam ruangan signifikan menghasilkan partikulat. Bahan aktif yang terkandung didalam obat anti nyamuk merupakan kelompok pirethroid, yang menyebabkan neurotoksik pada makhluk hidup. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan batas aman paparan obat anti nyamuk yang merupakan campuran prallethrin dan d-phenothrin pada paparan inhalasi partikulat dengan hewan uji Mus musculus. Penelitian dilakukan dengan memberikan paparan partikulat secara inhalasi pada hewan uji dengan sistem kontinyu di dalam reaktor. Partikulat dihasilkan dari proses pembuatan gelembung pada larutan obat anti nyamuk. Partikulat yang dihasilkan masuk ke dalam reaktor penelitian yang berbentuk tabung dengan volume 19 L. Desain eksperimen yang digunakan adalah full factorial design. Observasi dilakukan selama 60 hari dengan durasi paparan obat anti nyamuk 4 jam per hari. Varibel penelitian yang digunakan adalah dosis, temperatur dan laju aliran udara. Parameter penelitian meliputi parameter konsentrasi partikulat, parameter pada hewan uji (berat badan tikus, konsentrasi residu senyawa prallethrin dan d-phenothrin pada liver, dan konsentrasi enzim karboksilesterase di liver). Parameter diukur pada hari ke-20, 40 dan 60. Data efek interaksi variabel digunakan untuk membangun model dose response relationship. Batas aman paparan ditentukan berdasarkan no observed adversed effect level (NOAEL). Penelitian pendahuluan dilakukan untuk memperoleh rentang dosis yang dipakai pada penerapan variabel penelitian. Konsentrasi partikulat tertinggi adalah diameter partikel 0,3 m, diikuti oleh partikel ukuran 0,5 m, 1 m dan 5 m. Pergerakan partikel halus ( 2,5 m) dipengaruhi oleh gerak Brownian, sedangkan partikel dengan diameter besar dipengaruhi oleh gaya gravitasi dan gaya inersia. Kelembaban relatif yang mencapai 99,9% berperan penting dalam perkembangan ukuran partikel. Dosis rendah dan dosis tinggi tidak menyebabkan kematian hewan uji, meskipun ada perbedaan signifikan konsentrasi partikulat (baik konsentrasi jumlah maupun konsentrasi massa) dan juga perbedaan signifikan konsentrasi enzim karboksilesterase. Oleh karena itu rentang dosis ini dapat digunakan sebagai dasar dalam menentukan variabel dosis paparan pada kelompok perlakuan. Penerapan variabel penelitian menunjukkan bahwa temperatur (selain kelembaban relatif yang jenuh) berperan penting dalam meningkatkan ukuran partikel. Selain itu, interaksi 3 variabel memberikan pengaruh yang signifikan terhadap konsentrasi massa partikulat karena interaksi 3 variabel menyebabkan peningkatan ukuran partikel. Konsentrasi massa partikel mempunyai pengaruh signifikan terhadap konsentrasi enzim karboksilesterase dan residu prallethrin. Hal ini berkaitan dengan karakteristik fisik dan kimia prallethrin, serta stereoselectivity enzim karboksilesterase terhadap stereoisomer prallethrin. Prallethrin dan d-phenothrin mempunyai rasio trans-isomer dan cis-isomer yang sama, yaitu 4:1, dimana trans-isomer dihidrolisis lebih cepat oleh karboksilesterase, dibandingkan dengan cis-isomer. Selain itu, prallethrin dan d-phenothrin termasuk pirethroid tipe I (tanpa cyano group), sehingga mengurangi toksisitas senyawa ini pada mamalia. Interaksi 3 variabel ini tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap konsentrasi jumlah partikulat karena konsentrasi partikulat sangat halus yang terbentuk dalam jumlah besar yang berada di luar rentang detection limit alat, demikian juga dengan konsentrasi residu d-phenothrin di liver hewan uji. Karakteristik photolysis d-phenothrin yang mudah terdegradasi oleh ultraviolet diduga menjadi penyebab hal tersebut. Berdasarkan diagram penentuan NOAEL, konsentrasi residu prallethrin dalam penelitian ini merupakan parameter yang menimbulkan efek adversed, yang artinya dosis yang digunakan dalam penelitian ini belum memenuhi NOAEL. Maka, perlu dilakukan estimasi konsentrasi NOAEL prallethrin di udara berdasarkan hasil estimasi konsentrasi NOAEL di dalam larutan yaitu 9,27.10-9 mg/m3. Konsentrasi NOAEL prallethrin yang sangat kecil ini menunjukkan bahwa prallethrin merupakan senyawa sangat toksik, terlebih lagi ketika di dalam formula obat anti nyamuk dicampur dengan d-phenothrin. Efek aditif prallethrin ketika dicampur dengan d-phenothrin akan meningkatkan toksisitas senyawa ini. Selain itu, rasio kelarutan prallethrin dari alveolar ke darah yang tinggi, juga mempengaruhi toksisitas dari senyawa ini yang penting untuk diperhatikan.
=================================================================================================================================
Indoor mosquito repellents significantly generate particulate matter (PM). Their active ingredients belong to the pyrethroid family, which can produce neurotoxic effects in living organisms. This study aims to determine the threshold level of PM inhalation exposure from a mixture of prallethrin and d-phenothrin using *Mus musculus*. This research was conducted by exposing test animals to PM inhalation inside a continuous-system chamber. PMs were generated by producing bubbles in the mosquito repellent solution and introducing them into tubular chambers with a volume of 19 L. The experimental design employed a full factorial design. The variables included dose, temperature, and airflow rate. The parameters observed were mouse body weight, particulate matter concentration, parent chemical residue, and carboxylesterase enzyme concentration. Observations were carried out for 60 days with exposure durations of 4 hours per day. The interaction effects of the variables were used to develop a dose-response relationship model. The threshold level was determined using the No Observed Adverse Effect Level (NOAEL). The preliminary study was conducted to obtain the applicable dose range. PMs generated from the bubble-producing process exhibited a polydispersed distribution and were mainly composed of ultrafine particles, with the highest concentration at a diameter of 0.3 µm, followed by 0.5 µm, 1 µm, and 5 µm. These fine particles were primarily controlled by Brownian motion, whereas larger particles were influenced by gravitational and inertial forces. Saturated relative humidity (RH 99.9%) played a substantial role in particle growth. Neither the lower nor the higher dose caused mortality in the test animals, although there were significant effects on both mass and number concentrations of PM as well as carboxylesterase concentration. Therefore, the preliminary dose range could be used as the basis for determining the exposure doses in the experiment. The application of variables showed that temperature, besides saturated relative humidity, played an important role in determining particle growth. Furthermore, the interaction among variables had a considerable effect on particle mass concentration. Mass concentration significantly influenced carboxylesterase activity and prallethrin residue concentration. This finding is related to the physicochemical properties and stereoselective characteristics of prallethrin with respect to carboxylesterase preference. Prallethrin and d-phenothrin belong to type I pyrethroids (lacking a cyano group) and contain trans- and cis-isomers in a ratio of 4:1. Previous studies have shown that the trans-isomer is hydrolyzed more rapidly by carboxylesterase than the cis-isomer, resulting in lower toxicity to mammals. The interaction among variables had no statistically significant effect on particle number concentration because the generated fine PMs were abundant and exceeded the detection limit of the measuring device. A similar phenomenon was observed between particle number concentration and d-phenothrin residue concentration. The photolysis characteristics of d-phenothrin, which is readily degraded by ultraviolet light, were suspected to be the cause. Based on the NOAEL determination diagram, prallethrin residue concentration was identified as the parameter showing adverse effects, indicating that the applied doses had not yet met the NOAEL. Therefore, estimation of the NOAEL concentration of prallethrin in the chamber, based on its concentration in the solution, was required. The estimated NOAEL concentration was 9.27 × 10⁻⁹ mg/m³, which is much lower than the WHO NOEL value of 1.01 mg/m³. This finding indicates that prallethrin is a highly toxic compound. Moreover, the additive synergistic effect of prallethrin when mixed with d-phenothrin further increases its toxicity. The high solubility of prallethrin from the alveoli into the bloodstream also contributes to its toxicity and should be taken into consideration.

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Uncontrolled Keywords:	Obat anti nyamuk, partikulat, prallethrin, d-phenothrin, pirethroid, NOAEL, batas aman
Subjects:	T Technology > TD Environmental technology. Sanitary engineering > TD883.5 Air--Pollution
Divisions:	Faculty of Civil Engineering and Planning > Environment Engineering > 25001-(S3) PhD Thesis
Depositing User:	Santiasih Indri
Date Deposited:	22 Jul 2026 06:35
Last Modified:	22 Jul 2026 06:35
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/70669

Actions (login required)

View Item