Peranan IPA dan Teknologi Bagi Kehidupan
Peranan Bagi Kebutuhan Primer Manusia
a. Sandang
Manusia sebagai mahluk yang berbudaya memerlukan pakaian, yang pada mulanya hanya sekedar penutup aurat, kemudian berkembang fungsinya menjadi alat untuk melindungi diri dari sengatan panas dan dinginnya udara. Untuk ini kemajuan ilmu pengetahuan alam dan teknologi telah banyak memberikan sumbangan.
Apabila pada abad–abad yang lalu mesin–mesin dapat mempercepat pembuatan tekstil yang umumnya terbuat dari kapas, maka pada abad sekarang teknologi telah mampu menyumbangkan kepada manusia serat–serat sintetik yang lebih baik sebagai hasil sampingan dari sulingan minyak bumi ataupun batubara. Dengan demikian, manusia tidak perlu menunggu terlalu lama pertumbuhan kapas. Di samping itu, kekurangan dari serat sintetik dapat diperbaiki dengan teknologi nuklir sehingga cukup nyaman dipakai, sebagai aspek negatif yang terutama terlihat dari bahan sintetik ini adalah serat–serat sintetik ini lebih sulit hancur bila dibandingkan dengan serat kapas. Bakteri pengurai lebih mudah menghancurkan serat kapas apabila dibandingkan dengan serat sintetik, dan hal inilah yang dapat menimbulkan polusi.
b. Papan
Dengan kemajuan teknologi manusia mulai pula memperbaiki tempat tinggalnya. Dimulai dengan tempat tinggal di goa, selanjutnya di rumah yang sederhana, dan makin sempurna tentu saja menambah kenyamanan hidup, tetapi juga akan memerlukan bahan baku yang lebih banyak. Hal tersebut tentu akan berdampak negatif dengan perambahan hutan secara berlebihan, yang akan sangat mengganggu lingkungan.
c. Pangan
Dampak positif kemajuan teknologi di bidang pangan terutama di bidang produksi bahan makanan. Dengan bantuan teknologi yang canggih dapat dibuat bibit-bibit unggul yang akan menghasilkan lebih banyak apabila dibandingkan dengan bibit-bibit yang biasa. Dengan mekanisasi pertanian orang akan mendapatkan hasil yang jauh lebih besar. Namun demikian dampak negatifnya juga cukup besar. Pemakaian racun pemberantas hama tanaman ternyata tidak hanya memberantas hama tetapi juga membunuh hewan ternak, meracuni hasil panen, ataupun meracuni manusia itu sendiri.
Peranan bagi Kebutuhan Non-Primer
a. Industri
Dengan kemajuan teknologi, memberikan dampak positif pada kehidupan manusia, terutama dalam memenuhi kebutuhan hidup manusia. Namun demikian kemajuan industri ini memberi dampak negatif kepada manusia. Polusi yang disebabkan oleh limbah industri ini menimbulkan gangguan bagi penduduk terutama yang bertempat tinggal di sekitar lokasi industri tersebut. Berbagai usaha ke arah pengendalian pencemaran ini telah dilakukan oleh pemerintah dengan menetapkan syarat – syarat pembuangan limbah.
b. Transportasi
Kemajuan teknologi memberikan pula kemampuan kepada manusia menciptakan berbagai kendaraan seperti mobil, bus, kereta api, kapal terbang, dan sebagainya yang kesemuanya memudahkan dan meningkatkan hubungan antara manusia.
Bersama dengan kenikmatan yang diadakan manusia ini, maka diperoleh pula sejumlah aspek negatif, seperti pencemaran udara oleh kendaraan darat dan oleh sisa-sisa bahan bakar pesawat udara, tercemarnya lautan, polusi pendengaran oleh kebisingan kendaraan, dan makin banyaknya kecelakaan yang ditimbulkan oleh transportasi.
c. Komunikasi
Salah satu keperluan hidup manusia adalah berkomunikasi antara sesamanya. Untuk itu ilmu pengetahuan dan teknologi telah banyak menyumbangkan alat-alat bantu untuk komunikasi ini.
Percetakan sebagai alat komunikasi menjadi sangat penting artinya bagi manusia sejak awal abad ke 15 sebagai komunikasi masa, yaitu surat kabar. Dengan media cetak ini suatu berita diikuti oleh banyak orang dalam waktu yang singkat, meskipun persebarannya masih tergantung pada alat transportasi yang ada pada saat itu.
Pada pertengahan abad yang ke 18 ditemukan pula telegrafi. Keunggulan telegrafi adalah orang dapat berkomunikasi jarak jauh hanya dalam waktu beberapa menit saja. Telepon yang diciptakan oleh Bell pada tahun 1876 merupakan alat komunikasi yang diciptakan setelah telegrafi. Keunggulan telepon dibandingkan dari telegrafi adalah dengan telepon orang dapat berkomunikasi langsung seperti layaknya orang berbicara satu dengan lainya.
Radio yang diciptakan oleh Marconi pada tahun 1896 merupakan alat komunikasi yang dipancarkan melalui udara. Dengan demikian hubungan antar tempat tidak perlu lagi melalui kawat penghubung. Pesan yang dikomunikasikan menjadi lengkap setelah ditemukannya sinema (gambar hidup), yang kemudian ditemukannya televisi. Dengan televisi orang akan dapat mengirimkan suara dan gambar.
Ditemukannya satelit komunikasi, kebutuhan manusia untuk mengadakan hubungan secara lebih cepat makin terpenuhi. Aspek negatif dari kemajuan teknologi untuk bidang komunikasi ini lebih banyak disebabkan oleh sifat manusia itu sendiri. Keserakahan manusia ini menjadi makin memuncak dengan bantuan berbagai alat komunikasi yang makin canggih.
d. Kesehatan
Dengan kemajuan teknologi maka bidang kesehatan mendapatkan kemajuan pula dan manusiapun ikut merasakannya. Dengan kesehatan yang makin meningkat umur manusia kian dapat diperpanjang, karena banyak penyakit yang tadinya merupakan penyakit yang mematikan tetapi dengan kemajuan teknologi dapat disembuhkan. Aspek negatif dari makin penuhnya dunia ini menyangkut masalah sandang, pangan, papan, lapangan kerja, pendidikan, dan sebagainya. Salah satu usaha untuk menanggulangi ini adalah Keluarga Berencana.
e. Sumberdaya
Dampak positif sumberdaya terhadap manusia, adalah dengan adanya minyak bumi, batubara, dan sumberdaya lainnya yang sangat membantu dalam bidang energi, industri, transportasi, dan sebagainya. Di samping itu, adanya sumberdaya alam ini memberikan aspek negatif terutama dalam masalah lingkungan. Gas CO yang ada karena pembakaran minyak bumi dapat meracuni sel-sel darah merah sehingga sel-sel ini tidak berfungsi lagi sebagai pengangkut oksigen dalam jaringan tubuh. Pada awal penggalian lingkungan sumberdaya alam itu juga tidak lepas dari pencemaran di sekitar pemboran yang dapat merusak tumbuhan dan hewan yang hidup di sekitar daerah tersebut.
Dampak positif kemajuan teknologi di bidang pertanian antara lain adalah intensifikasi terhadap lahan pertanian. Dengan intensifikasi, diharapkan tanah pertanian menjadi lebih subur. Perlu diperhatikan bahwa intensifikasi ini bila tidak berhati–hati dilakukan akan menyebabkan kerusakan pada lahan.
Zat-zat radio aktif merupakan sumberdaya alam yang ikut menentukan nasib manusia di masa kini. Aspek positif didapatkan untuk pembangkit tenaga listrik, di bidang kedokteran, di bidang pertanian, di bidang perairan, dan sebagainya. Aspek negatif yang paling utama adalah polusi sinar radio aktif akan sangat berbahaya bagi manusia.
Dampak dari perkembangan IPA dan Teknologi untuk memenuhi kebutuhan hidup manusia, dapat bersifat positif (kehidupan manusia menjadi lebih mudah dan menyenangkan, artinya benar–benar bermanfaat) dan dapat juga bersifat negatif (menimbulkan efek samping).
Dampak Perkembangan IPA dan Teknologi
Alvin Toffler dalam bukunya The Third Wave mengatakan bahwa menjelang abad XXI umat manusia akan menghadapi suatu revolusi baru bidang teknologi, yaitu revolusi informasi dan telekomunikasi. Revolusi ketiga ini ditandai dengan perubahan teknologi terutama di bidang mikro elektronika, teknologi energi alternatif, aeronautika, bioteknologi dan teknologi informasi.
Bioteknologi
Bioteknologi sebenarnya bukanlah hal yang baru bagi manusia.Berbagai peninggalan dari bangsa Babylonia (6.000 SM) telah mencatat adanya pembuatan anggur, dan sebagainya. Bioteknologi ini baru diangkat kembali, dengan perkembangan yang cukup maju sehingga banyak membantu manusia dalam kehidupannya.
Perkembangan Bioteknologi
Perkembangan biotenologi dapat dibedakan dalam beberapa generasi sebagai berikut: Generasi pertama, dimulai sejak proses-proses bioteknologi sederhana, seperti pembuatan anggur, bir, tempe, dan sebagainya. Generasi kedua dimulai tahun 1949, dengan ditemukannya antibiotika penisilin oleh Alexander Fleming melalui cara fermentasi. Pada generasi ini terbukalah usaha industri besar-besaran untuk memproduksi antibotika,vitamin asam organik, dan sebagainya. Karena itu periode ini dikenal juga sebagi revolusi biologi molekuler. Generasi ketiga, dimulai pada tahun 1970, setelah dikenalkannya teknik rekayasa.
Teknik rekayasa ini mencakup rekayasa genetika,seperti teknik rekombinasi DNA (Deoxy Ribonucleic Acid) dengan teknik hibridoma, rekayasa kultur jaringan, dan rekayasa fermentasi. Teknik rekombinasi DNA, yang tergolong pada rekayasa genetika, dilakukan dengan menyambungkan potongan DNA dari satu sel organisme lain. Hubungan ini akan memberikan DNA kombinasi.
Salah satu contoh lain dari rekayasa genetika adalah teknik hibridoma. Teknik ini disebut juga sebagai fusi sel, yang dilakukan dengan penggabungan (fusi) dua buah sel yang menghasilkan sel hibrida. Rekayasa kultur jaringan,tekniknya disebut juga teknik kultur sel, dilakukan dengan mengembangkan jaringan (sel) pada medium yang sesuai. Rekayasa fermentasi dengan teknik fermentasinya adalah proses penumbuhan mikroba untuk menghasilkan zat tertentu seperti alkohol,penisilin,dan obat-obatan lain.
Proses bioteknologi di negara maju pada saat ini sangat cerah karena berbagai persyaratan yang diperlukan untuk kemajuan bioteknologi telah terpenuhi, seperti:
a. Kesiapan dan sikap membangun, pemerintah yang sadar akan pentingnya bioteknologi
b. Kesiapan dana yang dapat dipakai untuk penelitian.
c. Pengadaan sarana infrastruktur sepenuhnya.
d. Staf ahli bioteknologi yang berkelayakan dan mencukupi.
Proses bioteknologi di negara yang sedang berkembang,masih dalam tahapan Optimistic Prediction. Hal ini disebabkan karena sebagian besar berbagai persyaratan yang diperlukan belum terpenuhi.
Bioteknologi di Bidang Pertanian
Salah satu keunggulan teknologi di bidang pertanian adalah pemuliaan tanaman. Di bidang pemuliaan tanaman, dikembangkan berbagai jenis baru yang berdaya produksi tinggi dan lebih bergizi, lebih tahan terhadap penyakit,mengurangi kebutuhan pupuk dan kebutuhan berbagai bahan kimia.
Untuk memperoleh bibit unggul yang tahan racun, dapat menggunakan dilakukan teknik kultur sel. Sejumlah populasi sel yang ditumbuhkan, diberi perlakuan racun (toksin) sehingga sebagian kecil saja yang dapat bertahan hidup inilah yang dapat dibiakkan lebih lanjut.
Ada jenis tumbuhan yang menghasilkan senyawa kimia yang mampu mengganggu perkembangbiakan seranggga. Gen yang dihasilkan tumbuhan ini dapat ditransfer ke tumbuhan lain, sehingga tumbuhan yang telah ditransfer ini mampu pula mengganggu perkembangbiakan serangga tersebut. Di samping itu, berbagai hormon serangga yang dapat digunakan pemberantasan hama, seperti hormon Feromon yang dapat digunakan sebagai pemikat seranggga, dan hormon Alaromon yang digunakan untuk mengusir serangga.
Produksi endoktoksin yang potensial sebagai insektisida bagi serangga tertentu juga merupakan suatu unggulan lain dari bioteknologi di bidang pertanian. Untuk itu, gen yang menghasilkan endotoksin di transfer dari Bacillus thurungiensis ke bakteri Pseudomonas fluorescens. Bakteri rekombinan tersebut dikembangbiakan, dibekukan, dikeringkan, dan kemudian dilapiskan pada biji sebelum ditanam atau disebarkan di ladang.
Kacang-kacangan merupakan jenis tumbuhan yang dapat menyuburkan tanah. Hal ini disebabkan karena akar tumbuhan ini mengandung bintil–bintil pada akar yang berisi jutaan bakteri Rhizobium yang mampu mengisap nitrogen bebas (N2 dan NH3) dari udara. Kemudian mengubahnya menjadi bentuk nitrogen terikat NH4 + dan NO3) yang dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan induk.
Di bidang pemuliaan tanaman, regenerasi tumbuhan dapat dilakukan dengan cara seksual ataupun cara aseksual. Cara seksual terjadi dari percampuran serbuk sari (polen) dan sel telur (ovul), sedangkan cara aseksual dilakukan melalui organ–organ khusus, seperti umbi ataupun potongan batang.
Pemuliaan tanaman dan hewan pada saat ini umumnya dilakukan dalam dua cara, cara tradisional dan cara bioteknologi. Dengan cara tradisional pemuliaan dilakukan dengan menyilangkan dua macam tumbuhan atau hewan yang berkembang biak secara seksual. Hasil silangannya menjadi sangat beragam dan tidak dapat diramalkan. Pemuliaan dengan cara bioteknologi dilakukan dengan cara menyisipkan gen-gen yang bersifat tertentu dan yang diinginkan ke dalam genom yang telah ada di tiap organisme. Dengan cara tersebut akan memberikan hasil yang lebih akurat. Di samping itu, cara bioteknologi juga dapat digunakan untuk mempertukarkan gen antar organisme yang tidak dapat disilangkan secara seksual.
Bioteknologi di Bidang Peternakan
Pemuliaan hewan dengan tujuan untuk dapat menghasilkan yang terbaik telah dilakukan sejak zaman dulu. Pemuliaan hewan dilakukan agar dapat mengembangkan hewan yang akan tumbuh lebih besar, air susu akan dihasilkan lebih banyak, melahirkan keturunan yang lebih baik dan lebih tahan terhadap penyakit. Penerapan bioteknologi pada hewan ini antara lain adalah penggunaan antibodi monoklonal. Antibodi monoklonal adalah antibodi yang sejenis dan dihasilkan melalui teknik hibridoma. Di bidang peternakan antinbodi ini digunakan untuk :
a. Diagnosis kehamilan pada lembu. Deteksi kehamilan ini dapat dilakukan 24 hari setelah perkawinan.
b. Deteksi masa birahi dari lembu betina. Deteksi ini menguntungkan dalam penentuan waktu inseminasi (kawin suntik) dan untuk menjaga agar produksi susu yang optimum.
Dengan kegunaan ini terlihat bahwa antibodi monoklonal sangat berkaitan dengan efisiensi di bidang peternakan.
Di samping itu para ahli bioteknologi di bidang peternakan telah pula berhasil menyisipkan gen yang menjadi kulit protein virus, yaitu VP 1 yang bila diproduksi dapat bekerja sebagai vaksin yang efektif terhadap penyakit mulut dan kuku lembu.
Bioteknologi di Bidang Produksi Bahan Pangan
Di bidang produksi bahan pangan, dengan bioteknologi manusia mampu membuat produksi baru ataupun produk lama dengan cara baru. Karena itu di bidang ini bioteknologi dapat diklasifikasikan dalam tiga tingkatan yaitu (1) bioteknologi konvensional, (2) bioteknologi media, dan (3) bioteknologi modern.
Bioteknologi konvensional, umumnya terdapat di negara Timur. Bioteknologi ini masih menggunakan mikroba alamiah tanpa seleksi. Beberapa contoh hasil dari bioteknologi antara lain, pembuatan tempe, oncom, tape, dan tauco.
Bioteknologi media, umumnya terdapat di negara–negara Barat. Bioteknologi ini dilakukan dengan menggunakan mikroba murni yang unggul hasil seleksi yang dikembangkan secara vegetatif melalui kultur sel. Beberapa contoh dari bioteknologi ini antara lain pada pembuatan bir, keju, mentega, dan kue mikroba.
Bioteknologi modern melibatkan teknik rekombinan yang umumnya penggunaannya masih belum banyak. Hal ini disebabkan karena biaya penelitiannya yang cukup tinggi, sedangkan produk makanannya berharga yang relatif murah.
Beberapa dari bahan pangan yang diproduksi dengan bantuan bioteknologi adalah sebagai berikut:
a. Roti dan kue
Secara sederhana roti dan kue dibuat dari adonan yang terdiri dari tepung, air, garam, dan ragi. Jenis ragi yang umum adalah jenis Sacharoyes cerevisae. Proses fermentasi yang terjadi adalah diubahnya monosakarida dan disakarida menjadi alkohol dan gas CO2. Agar gula dapat difermentasi lebih banyak, maka dapat ditambahkan enzim alfa aminase yang berasal dari jamur yang akan mengubah pati menjadi maltosa.
b. Pembuatan glukosa dan fruktosa dari pati
Cara yang umum mengubah pati menjadi glukosa/fruktosa adalah dengan cara hidrolisa. Menurut cara konvensional cara hidrolisa ini dalam suasana asam, sedangkan isomerisasi glukosa menjadi fruktosa adalah dengan menggunakan enzim glukoisomerase yang dihasilkan oleh mikroorganisme B. cogulanes, Sctinoplnes missouriensis, dan Streptomyces spp.
Hidrolisa dengan cara bioteknologi adalah menggunakan enzim alfa amilase dari B. Subtilis dan enzim amiloglukosidase dari A niger dan A orizae.
c. Pembuatan keju
Apabila ke dalam susu segar ditambahkan bakteri Streptococus atau Lactobacillus, maka gula laktosa yang ada dalam susu ini akan berubah menjadi asam laktat. Apabila ditambahkan enzim renin untuk pengurai protein, padatan di dalam susu ini akan menggumpal (terkoagulasi). Koagulan dipisahkan dengan cairannya dan kemudian dibiarkan menjadi masak untuk membuat keju.
Dengan mahalnya harga enzim renin, maka dengan cara bioteknologi dapat diperoleh renin dari mikroba kapang Mucor pussillus, Mucor meihei, dan Endothia Parasitica.
d. Pembuatan bir
Untuk pembuatan bir digunakan ragi Sacharomyces cerevisae yang mengubah karbohidrat (glukosa) menjadi bir (alkohol). Permasalahan yang sering terjadi dalam proses pembuatan bir adalah ragi yang digunakan tidak mampu melakukan fermentasi dekrin yang menyusun sekitar 25% dari karbohidrat di dalam cairan fermentasi semula.
Dengan bioteknologi telah berhasil ditemukan jenis ragi yaitu Saccharomyces diasticus yang dapat mengubah dekrin menjadi alkohol sehingga mengurangi kandungan karbohidrat dalam air.
Kadang – kadang dalam produksi bir terjadi bentuk bir yang berkabut. Hal ini disebabkan oleh kelebihan protein dalam cairan. Pada masa ini telah mampu diproduksi enzim protease pemecah protein sehingga warna bir menjadi lebih jernih.
e. Kue mikroba
Kue mikroba kaya akan protein mulai dapat diproduksi terutama untuk konsumsi masyarakat negara miskin. Pembuatan kue ini dilakukan dengan pengembang biakan berbagai jenis ganggang spirulina yang kemudian diproses lebih lanjut sehingga menghasilkan kue. Kue ini kaya akan protein yang sangat dibutuhkan oleh tubuh. Protein ini disebut Protein Sel Tunggal (PST). Di Jerman, produk PST ini diberi nama Probion, sedangkan di Inggris produk ini diberi nama Mikroprotein.
Bioteknologi di Bidang Kesehatan
Masih terdapatnya masalah di bidang kesehatan, antara lain dengan masih terdapatnya berbagai penyakit yang belum ada obatnya atau vaksinnya, menyebabkan meningkatnya usaha bioteknologi untuk menemukan obat yang ampuh. Salah satu diantaranya adalah hasil penemuan dari Alick Isaacs dan Jean Lindermann pada tahun 1956 yaitu Interferon.
Interferon adalah zat yang disekresikan oleh sel tubuh yang terisi oleh virus, bekerja sebagai tanda bahaya bagi sel–sel di sekelilingnya agar bersiaga menetapkan dan mengahancurkan virus penyerang. Interferon yang awalnya dibuat dengan menginfeksikan darah dari donor virus, kemudian interferon yang dihasilkan dikumpulkan.
Interferon berkasiat untuk pengobatan kanker, serta pencegahan dan pengobatan beberapa penyakit virus. Di samping itu interferon juga memberi harapan dalam pengobatan penyakit rabies, penyakit kuning, dan herpes.
Melalui cara-cara bioteknologi adanya berbagai penyakit ini dapat diketahui lebih dini dan lebih tepat, disamping lebih mempermudah produksi obat-obatannya. Dengan bioteknologi produksi yang dihasilkan juga akan lebih banyak.
Berbagai peranan bioteknologi di bidang kesehatan antara lain :
a. Pengembangan antibiotika.
Fleming pada tahun 1940 menemukan penisilin sebagai antibiotika yang pertama sebagai suatu obat yang ampuh terhadap penyembuhan suatu penyakit yang disebabkan oleh mikroba.
b. Antibodi monoklonal
Antibodi adalah zat yang termasuk protein yang disekresikan oleh sel tubuh untuk mengatasi serangan terhadap bibit penyakit seperti virus, bakteri, kapang, dan racun. Antibodi dibuat oleh sel khusus limpa, darah, dan kelenjar getah bening. Antibodi dalam tubuh bekerjanya dengan mengenali benda-benda asing yang masuk, mengikatnya, dan menghancurkannya. Sedangkan antibodi monoklonal adalah antibodi yang sejenis, diproduksi dengan cara hibridoma, berguna sebagai antibodi dan diagnosis penyakit.
c. Vaksin
Vaksin adalah bibit penyakit yang telah dimatikan atau dilemahkan kemudian dimasukkan ke dalam tubuh manusia. Sebagai tanggapan tubuh mengeluarkan antibodi sehingga kebal terhadap bibit penyakit tersebut. Melalui vaksinasi puluhan juta manusia terselamatkan dari penyakit seperti cacar, rabies, difteri, tetanus, malaria, hepatitis, dan berbagai penyakit lainnya.
Pembuatan vaksin anti virus secara konvensional adalah dengan membiakan virus pada binatang yang cocok, kemudian dikumpulkan atau dilemahkan. Dengan cara ini hanya dapat dihasilkan vaksin dengan jumlah yang relatif kecil.
Dengan bioteknologi diusahakan membuat vaksin dengan jumlah yang besar dan harga yang relatif lebih murah. Cara ini dilakukan dengan memotong gen dari DNA yang menjadi salut protein virus yang dihasilkan dapat bekerja sebagai vaksin.
d. Insulin
Insulin adalah satu hormon polipeptida yang amat penting bagi tubuh yang berperan menyampaikan bermacam–macam informasi, seperti telah tersedianya pangan untuk dicerna, bahwa sel otot harus siap bereaksi atau berkurang atau berlebihnya zat–zat kimia di dalam jaringan.
Secara konvensional insulin diekstraksi dari kelenjar pankreas hewan. Tentu saja jumlahnya makin lama makin terbatas. Dengan bioteknologi diusahakan membuat insulin dengan jumlah yang banyak dengan harga yang relatif murah. Hal ini dilakukan dengan penerapan teknologi DNA rekombian, yaitu dengan mengikatkan gen-gen penyandi pembuatan insulin yang disintesiskan secara kimiawi plasmide, kemudian menyiapkan ke dalam E coli untuk selanjutnya dibiakan untuk menghasilkan insulin.
e. Pencakokan organ
Salah satu bioteknologi yang saat ini berkembang adalah pencangkokan organ. Pencangkokan yang sekarang banyak berkembang adalah pencangkokan jantung dan ginjal. Obat yang dipakai untuk pencangkokan adalah Siklosporin A. Obat ini juga ampuh untuk suatu penyakit kekebalan itu sendiri yang disebut uvetius, suatu radang mata yang dapat menyebabkan kebutaan. Di samping itu obat ini juga memberi harapan besar untuk membunuh skistomiasis parasit pada malaria. Sisklosporin A. Ini dihasilkan oleh cendawan Tolypoclatum.
Penyakit jantung yang dapat dibantu dengan pemakaian bioteknologi terutama adalah serangan jantung yang disebabkan karena adanya penyumbatan pembuluh darah yang membawa oksigen di sekitar otak. Ada dua produk bioteknologi yang dipakai untuk penyembuhan penyakit ini, yaitu:
1) Urokinase, yang selama ini diekstraksi dari air seni atau sel ginjal yang dibiakan di laboratorium. Karena urokinase ini berasal dari dalam tubuh sendiri, maka tidak akan terjadi tanggapan kekebalan tubuh.
2) Streptokinase, yang berasal dari bakteri. Streptokinase ini secara bertahap akan menimbulkan tanggapan kekebalan tubuh, sehingga khasiatnya akan berkurang.
Fungsi kedua obat ini adalah untuk dapat membantu membersihkan pembuluh darah dari penyumbatan.
Teknologi Informasi
Seperti diketahui bahwa pemanfaatan komputer saat ini sudah memasuki segala bidang kegiatan, seperti dalam bidang, pendidikan, sains, teknologi, perdagangan, pengobatan, dan militer. Pemanfaatan komputer sudah tidak lagi hanya untuk kebutuhan profesional saja tetapi juga sudah merupakan kebutuhan atau penunjang kegiatan masyarakat umum baik itu dalam kebutuhan sosial maupun penunjang studi. Kemajuan yang sangat pesat ini ditunjang oleh begitu pesatnya pengembangan ilmu dan produk elektronika.
Perkembangan Komputer dan Teknologi Informasi
Komputer berasal dari kata “to compute” yang berarti menghitung. Namun pengertian komputer bukanlah sekedar mesin atau alat hitung saja, melainkan mesin yang dengan konstruksi elektronika yang mampu menginterpretasikan dan mengeksekusi perintah–perintah dalam bentuk program dengan suatu input tertentu dan output yang diharapkan yang memuat perhitungan dan operasi logika. Bila kita perhatikan definisi di atas maka paling tidak ada 4 hal penting yang ada pada sistem komputer, yaitu:
1. Alat dengan konstruksi elektronika
2. Tempat Penyimpanan
3. Sistem Operasi
4. Program
Dasar komputer pertama kali ditemukan oleh Herman Hollerith (Biro Sensus AS) pada tahun 1890 yang disebut juga sebagai Bapak Komputer modern berkat penemuannya berupa mesin “punced card”. Sedangkan pembuatan komputer pertama yaitu MARKI, dilakukan oleh Howard Aiken (Harvard University) yang bekerja sama dengan Internasional Busines Machines (IBM) pada tahun 1944 yang mampu melakukan perhitungan aritmatika secara otomatis. Pembuatan mesin komputer elektronik pertama dilakukan oleh J. Presper dan J.W. Mauchly (Univ. Of Pensylvania) dengan nama ENIAC (Electronic Numeric Integer and Calculator) pada tahun 1945. Pada saat itu kemampuan mesin tersebut sudah termasuk hebat, yaitu dapat melakukan 500 operasi per detik, sebagai perbandingan pada tahun 80-an komputer CRAY-1 mampu melakukan 800 juta operasi per detik.
Kedua orang tersebut kemudian mengembangkan komputer elektronik yang menggunakan angka biner dalam operasi aritmatikanya pada tahun 1952. Sedangkan komputer pertama diperdagangkan pada tahun 1949 oleh Eckert Mauchly Computer Company dengan nama Univac-I, selanjutnya IBM pada tahun 1953 dengan produk IBM-701. Komponen elektronik utamanya adalah Vacuum Tube (Tabung Hampa) sehingga ukuran komputer jenis ini masih sangat besar. Bila ditinjau dari proses dan kapasitas memori komputer jenis ini, masih lambat dan sangat terbatas sekali.
Sejak ditemukannya transistor sebagai pengganti tabung hampa menyebabkan ukuran fisik komputer menjadi jauh lebih kecil namun mempunyai kecepetan proses yang semakin tinggi serta memorinya yang semakin besar. Saat ini telah menemukan Semi Conduktor dan Integrated Circuit (IC) yang digunakan pada memori dalam mesin komputer. Dengan menggunakan bahan Super Condutor dibuatlah rangkaian yang lebih baik lagi dibandingkan dengan IC, sehingga proses yang dilakukannyapun jauh lebih cepat lagi.
Pembagian generasi komputer dikelompokkan berdasarkan komponen peralatan komputer yang digunakan yang sekaligus juga menunjukan efisiensi (kecepatan) kerja. Saat ini dinyatakan sudah mencapai lima generasi. Generasi pertama merupakan komputer dengan elektronik vacum tube, yaitu dari 1945 – 1958. Generasi kedua dengan menggunakan komponen transistor, yaitu antara 1958–1966. Generasi ketiga diketemukan komputer yang lebih kecil ukurannya yaitu berupa Solid Logic Technology dan Monolithic Integrated Circuit, pada periode 1966-1972. Generasi keempat 1972-1978 dengan diketemukannya IC dengan kemampuan lebih baik dan ukuran lebih kecil. Pada periode 1982-sekarang dikenal sebagai generasi kelima dengan perkembangan microprocessor yang lebih canggih.
Berdasarkan kapasitas memori dan kecepatannya maka perkembangan PC (personal komputer) dimulai tahun 1971 dengan ditemukannya prosesor Intel 8008 dengan memori 16 KB, dilanjutkan dengan prosesor 8080 pada 1974 dengan memori 64 KB. Selanjutnya tahun 1983 IBM PC-XT 8088 mempunyai memori sampai 1 MB dan sekarang dengan Pentium IV bisa lebih dari 512 MB. Kecepatan aksesnya sendiri dari sekitar 1 MHz pada XT-8088, menjadi antara 8-40 MHZ pada AT-286, 32-64 pada AT-386 dan sekitar 100 MHz pada AT-486. Kemudian dilanjutkan dengan pentium I, II, III, dan IV yang sekarang mencapai lebih dari 3 GHz.
Perangkat Keras (Hardware)
Perangkat Keras merupakan sistem peralatan yang digunakan untuk melakukan program-program dalam suatu proses informasi, Contohnya Printer, Monitor, Mouse, Keyboard dll.
Sebagaimana kita ketahui bahwa komputer adalah serangkaian peralatan elektronika yang terpadu dan terkoordinasi oleh suatu sistem operasi. Peralatan – peralatan yang kita sebut dengan perangkat keras komputer. Pada umumnya suatu kesatuan peralatan komputer haruslah terdiri dari minimal oleh 4 komponen, yaitu :
a. Piranti Masukan (Input Device).
b. Satuan Tempat Penyimpanan (Storage Unit : hard disk, disket, CD).
c. Central Processing Unit (CPU).
d. Piranti Keluaran (Output Device : monitor, printer)
Perkembangan teknologi sekarang membutuhkan penyampaian informasi yang cepat, yang disampaikan antar komputer secara cepat. Kebutuhan tersebut dimungkinkan dengan adanya perangkat Communication Control Unit (CCU:modem), yaitu suatu peralatan yang berfungsi untuk memindahkan atau memancarkan sinyal-sinyal data atau instruksi dari satu tempat ke tempat yang lain atau dari suatu komputer ke komputer lain dengan jarak yang jauh. Secara garis besar, suatu komputer memiliki organisasi.
Piranti masukan dan Luaran
Piranti Masukan (Input Device) adalah komponen sistem komputer yang berfungsi untuk memasukan data input maupun perintah-perintah kepada komputer. Alat-alat yang termasuk dalam media input ini antara lain : Keyboard,CD ROM.
Piranti Luaran (Output Device) adalah komponen sistem komputer yang berfungsi sebagai tempat mengeluarkan hasil-hasil pengolahan komputer, dalam bentuk penampilan /penyimpanan informasi data output. Alat-alatnya antara lain: pencetakan (printer), Monitor, dan pemploteran (Plotter).
Piranti tersebut hanya berfungsi sebagai masukan saja atau sebagai keluaran saja. Ada juga alat-alat lain yang bisa berfungsi sekaligus sebagai masukan dan keluaran. Alat–alat tersebut antara lain :
a. Magnetic Tape Unit
b. Magnetic Disk Unit ( Disket, Harddisk, CD WROM)
c. Display Unit
d. Multimedia
Tempat penyimpanan
Media penyimpanan atau disebut juga memori, dapat dibedakan atas dua bagian, yaitu : Internal Storage dan Eksternal Storage. Internal Storage yang disebut juga Primary Storage adalah storage yang terletak di dalam atau berhubungan langsung dengan Central Processing Unit (CPU). Eksternal Storage yang disebut juga Secondary Storage atau Auxilary Storage merupakan storage yang berfungsi membantu memori utama pada saat proses pengolahan berlangsung, misalnya untuk penyimpanan sementara infomasi yang tidak begitu diperlukan storage ini terpisah atau yang tidak berhubungan langsung dengan CPU, misalnya Disket, CD.
Main storage/Memory merupakan otak dari komputer, tempat dimana semua proses pengolahan informasi berlangsung, juga merupakan tempat untuk menyimpan program dan data. Sebelum diproses, program dan data harus dimasukkan ke dalam main storage lebih dahulu melalui input device. Pada saat pelaksanaan (eksekusi), instruksi (bagian dari program) yang ada di main storage dibawa ke kontrol unit untuk dianalisa. Kemudian data yang diperlukan untuk diproses, diambil dari main storage untuk dikirim ke satuan Aritmatika Logika (SAL atau ALU). Data ini diproses sesuai dengan yang diterimanya. Setelah diproses hasil dikembalikan ke main storage dan proses dilanjutkan untuk instruksi selanjutnya. Main storage ini, biasa dikenal sebagai Random Access Memory (RAM).
Satuan dari kapasitas storage dinyatakan dengan Kilo Byte atau K (1 K=1024 byte). Kapasitas ini tergantung dari model dan sistem komputernya, sehingga komputer yang mempunyai kapasitas 64 K, berarti storage dari komputer tersebut mampu menampung 64X1024 byte=65.536 byte (1 byte = 1 karakter) pada satu saat.
CPU juga dilengkapi dengan Time of Day Clock dan Interval Timer. Time of Day clock digunakan untuk mengukur dan menyatakan waktu (hari, jam,dan detik).
Keunggulan komputer dilihat dari faktor, antara lain :
1. Kecepatan (milliseconds, microseconds, nanoseconds, picoseconds)
2. Ketepatan (Zero Erros)
3. Konsitensi (All Strikes, No Balls)
4. Reliabilitas (No downtime)
5. Kapasitas Memori(Virtually Unlimited).
Sedangkan kategori Komputer dapat dikelompokkan menjadi:
a. Micro computer (PC seperti IBM PC, Desktop, Notebook, Palmtop)
b. Waorkstation : berhubungan dengan server, kecepatan lebih tinggi, graphies lebih baik.
c. Mainframe (IBM Mainframe), multi user.
d. Super Computer, kecepatan tinggi, aplikasi untuk simulasi dan teknologi tinggi.
Perangkat Lunak (Software)
Software adalah komponen dalam data processing system yang berupa intruksi dalam prosedur yang disebut dengan program. Pada umumnya istilah software menyatakan cara-cara yang menghasilkan hubungan yang lebih efisien antara manusia sebagai pengguna dengan komputer.
Salah satu bagian /elemen dari system software adalah yang biasa dikenal sebagai sistem operasi (operating system) yang berfungsi sebagai pengatur kerja komputer. Contoh sytem operasi adalah DOS, Windows, Linux, dll.
Jaringan Komputer
Jaringan komputer merupakan hubungan antara dua atau lebih sistem komputer melalui media komunikasi untuk melakukan komunikasi data, penggunaan perangkat lunak dan peripheral secara bersama. Sistem jaringan komputer ini dapat bersifat terbatas pada suatu lokasi tertentu saja yang dikenal dengan PC LAN (Personal Computer Local Area Network), atau sistem jaringan komputer jarak jauh (antar daerah/negara dengan menggunakan bantuan satelit atau dengan sistem bantuan Modem).
Kebutuhan PC LAN umumnya sejalan dengan perkembangan manajemen sistem informasi yang dikembangkan pada organisasi tersebut ataupun sistem komputerisasi yang digunakan di dalam organisasi tersebut. Kebutuhan dasar yang menjadi alasan pembuatan PC LAN cukup banyak, di antaranya karena :
· Dibutuhkan pertukaran data/informasi antar pemakai komputer PC yang dilakukan secara langsung (on-line).
· Keperluan penggunaan data oleh lebih dari satu pemakai komputer pada saat yang bersamaan (sharing data).
· Diperlukan penyimpanan data yang terjamin keamanannya.
Dengan menggunakan PC LAN diharapkan akan :
1. Menghemat biaya.
2. Meningkatkan efisiensi pemanfaatan sumber daya.
3. Meningkatkan produktivitas personal dari organisasi tersebut.
4. Mudah dikembangkan sesuai dengan perkembangan organisasi.
Going OnLineLAN (Local Area Network)
· WAN (Wide Area Network)
· Intranet & Internet
· Internet Services Provider (ISP), contoh : CBN, RadNet, TelkomNet
· Information Services. Contoh : Yahoo, Google, Plaza, Compu Serve
· Banking On Line (ATM, Phone Banking, Credit Card, Online payment)
Global village adalah sebuah komunitas di mana manusia menggunakan komputer yang terhubung satu dengan lainnya di seluruh dunia dalam memenuhi kebutuhan hidupnya.
Internet adalah interkoneksi antara jaringan komputer di seluruh dunia (world wide network) di mana teknologi informasi membawa kita ke dalam global village.
Internet service : E-mail, Chat, Videophone, Gaming, Newsgroups, World Wide Web.
Penggunaan Komputer dan Sistem Informasi
Komunitas Informasi (Information Society) merupakan sebuah komunitas di mana para elemen-elemen pekerjanya menghasilkan informasi yang diolah dengan menggunakan komputer.
Telah diketahui bersama bahwa terdapat dua proses utama dalam sitem komputer, yaitu input/output dan bagian pengolahan. Dalam bagian input muncul istilah data dan pada bagian output muncul istilah informasi, yang diperoleh dari hasil pengolahan sesuai dengan permasalahan yang dihadapi. Data dan infomasi merupakan dua hal yang sangat penting dalam komunitas sistem informasi.
Data adalah fakta–fakta dari berbagai sumber dalam dunia nyata menyangkut entitas manusia, objek, kejadian dan lain lain, yang dapat bersifat kualitatif maupun kuantitatif serta bersifat internal maupun eksternal. Informasi adalah data yang diorganisasikan, disimpan, mempunyai arti tertentu, dan dapat dipakai untuk pengambilan keputusan. Data dan Informasi dapat dianggap sama ataupun berbeda dan dapat diperlakukan sebagai aset.
Berikut, beberapa contoh penggunaan komputer dalam berbagai bidang:
a. sebagai alat komunikasi: Internet Phone (VoIP), Telekonferensi, Email, SMS via Internet, Fax, Telekopi, Teleprinting.
b. Sebagai alat antara lain pada kegiatan penelitian, design, pengembangan, simulasi, pengambilan data, analisis data, intelegensi buatan (AI), word processor.
c. Edukasi dan Referensi, contoh : Multimedia Ensiklopedia, Computer Bases Training (CBT), Entertainment dan Edutainment, Distance Learning.
d. Sebagai hiburan, antara lain : Computer Game, multimedia.
Dampak Negatif Perkembangan IPA dan Teknologi
Dalam usaha untuk meningkatkan kualitas hidupnya, manusia berupaya dengan segala daya untuk mengolah dan memanfaatkan sumberdaya alam yang ada demi tercapainya kualitas hidup yang diinginkan. Akal pikiran dimanfaatkan sebaik-baiknya untuk mencapai sasaran tersebut. Melalui akal pikirannya, manusia menciptakan peralatan baru, berupa mesin-mesin dan alat bantu lainnya, yang berteknologi tinggi, untuk dapat menghasilkan produk yang melimpah dalam waktu yang singkat.
Penggunaan mesin dan peralatan berteknologi tinggi, dapat mengeruk sumberdaya alam secara besar-besaran, kemudian dikirim ke industri-industri untuk diolah sehingga menjadi barang jadi. Tentunya kegiatan ini akan berdampak terhadap lingkungan dan kehidupan manusia. Dampak terhadap lingkungan dapat mengurangi daya dukung alam, yang berarti akan mengurangi kemampuan alam untuk mendukung kelangsungan hidup manusia. Sementara itu, dampak terhadap manusia akan mengurangi atau menurunkan kualitas hidup manusia.
Kegiatan IPA dan teknologi yang pada mulanya dimaksudkan untuk meningkatkan kualitas hidup manusia, ternyata pada sisi lain dapat menimbulkan dampak yang justru merugikan kelangsungan hidup manusia. Kegiatan IPA dan teknologi dapat mengganggu keseimbangan lingkungan. Apabila keseimbangan lingkungan terganggu, maka kualitas lingkungan juga berubah. Padahal kenyamanan hidup banyak ditentukan oleh daya dukung lingkungan atau kualitas lingkungan yang mendukung kelangsungan hidup manusia.
Dampak langsung bersifat negatif akibat kegiatan IPA dan teknologi, dapat dilihat dari terjadinya :
- Pencemaran udara
- Pencemaran air
- Pencemaran tanah
Ketiga macam pencemaran tersebut akan mengurangi daya dukung alam, karena itu perlu dihindari sebagai usaha menjaga kelestarian lingkungan.
Pencemaran udara
Pencemaran udara diartikan sebagai adanya bahan atau zat asing di dalam udara yang menyebabkan perubahan susunan (komposisi) udara normalnya. Kehadiran bahan atau zat asing dalam udara dalam jumlah tertentu serta berada di udara dalam waktu yang cukup lama, akan dapat mengganggu kehidupan. Bila keadaan seperti tersebut terjadi, maka udara dikatakan telah tercemar, berarti kenyamanan hidup manusia terganggu.
Udara merupakan campuran berbagai macam gas yang perbandingannya tidak tetap, tergantung pada suhu udara, tekanan udara dan lingkungan sekitarnya. Dalam udara terdapat oksigen (O2) untuk bernapas, Karbon dioksida (CO2) untuk proses fotosintesis oleh hijau daun (klorofil) dan Ozon (O3) untuk menahan sinar ultraviolet.
Udara bersih yang kita hirup merupakan gas yang tidak tampak, tidak berbau, tidak berwarna dan tidak berasa. Namun, udara yang benar-benar bersih sudah sulit diperoleh, terutama di kota-kota besar. Udara tercemar dapat merusak lingkungan dan kehidupan manusia. Kerusakan lingkungan berarti berkurangnya daya dukung alam yang selanjutnya mengurangi kualitas hidup manusia.
Jumlah komponen pencemar udara tergantung pada sumbernya. Komponen pencemar udara dapat mencemari udara secara sendiri -sendiri atau secara bersama-sama.
Pencemar udara digolongkan menjadi lima kelompok, yaitu:
1. Karbon monoksida (CO).
Suatu komponen gas yang tidak berwarna, tidak berbau dan tidak mempunyai rasa. Karbon monoksida terbentuk dari proses pembakaran tidak sempurna terhadap Karbon atau pada suhu tinggi Karbon dioksida terurai menjadi Karbon monoksida dan atom Oksigen.
Sumber Karbon monoksida yang paling banyak adalah transportasi yang menggunakan bensin sebagai bahan bakarnya. Sumber CO yang kedua terbanyak adalah pembakaran hasil-hasil pertanian (sampah, sisa-sisa kayu di hutan). Sumber CO yang ketiga adalah industri besi dan baja. Pengaruh CO terhadap tubuh terutama disebabkan karena reaksi antara CO dengan haemoglobin (Hb) di dalam darah.
Haemoglobin dalam darah secara normal berfungsi dalam sistem transpor untuk membawa Oksigen (O2) dari paru-paru ke sel tubuh, dan membawa Carbon dioksida (CO2) dari sel-sel tubuh ke paru – paru. Dengan adanya CO, haemoglobin dapat membentuk karboksihaemoglobin (COHb). Jika reaksi demikian yang terjadi maka kemampuan darah untuk mentransfer oksigen menjadi berkurang. COHb lebih tinggi, dapat mengakibatkan kematian.
2. Nitrogen oksida (NOx)
Nitrogen oksida adalah kelompok gas di atmosfer, terdiri dari gas nitrit oksida (NO) dan nitrogen dioksida (NO2). NO merupakan gas yang tidak berwarna dan tidak berbau, sebaliknya NO2 mempunyai warna coklat kemerahan dan berbau menyengat. Gas NOx di udara terutama berasal dari buangan hasil pembakaran yang ke luar dari generator pembangkit listrik stationer atau mesin-mesin yang menggunakan bahan bakar gas alam, kebakaran hutan, pembakaran sampah padat, pembakaran sampah pertanian. NO mempunyai kemampuan membatasi kadar oksigen dalam darah, seperti halnya CO. Mudah bereaksi dengan oksigen membentuk NO2. Bila NO2 bertemu dengan uap air di udara atau dalam tubuh manusia akan terbentuk HNO3 yang sangat merusak tubuh. Karena itu NO2 akan terasa pedih bila mengenai mata, hidung, saluran napas dan jantung. Konsentrasi yang tinggi dapat menyebabkan kematian. NO2 akan merusak barang-barang logam, menimbulkan karat. NO2 dapat mengabsorpsi sinar ultraviolet dari matahari.
3. Hidrokarbon (Hydrocarbon = HC)
Komponen hidrocarbon hanya terdiri dari unsur Hidrogen dan Carbon. Pembakaran tidak sempurna dalam mesin mobil, pengisian bensin ke dalam tangki bensin kendaraan, selalu terjadi penguapan, HC dapat berupa gas, cair dan padat, senyawa HC dapat menyebabkan kanker.
4. Sulfur oksida (SOx)
SOx terutama disebabkan oleh dua komponen gas yang tidak berwarna, yaitu Sulfur dioksida (SO2) dan Sulfur trioksida (SO3). SO2 mempunyai karakteristik bau yang tajam dan tidak terbakar di udara, sedangkan SO3 merupakan komponen yang tidak reaktif. SO2 bila beraksi dengan uap air akan membentuk asam sulfat, yang akan merusak permukaan logam (rel kereta api, kendaraan, pagar halaman rumah), merusak batu-batuan (granit, pualam), merubah warna benda dan benda menjadi rapuh (plastik, karet, kertas), SOx mengakibatkan iritasi pada sistem pernapasan. Pencemaran SOx di udara terutama dari pemakaian batubara yang digunakan pada kegiatan industri, transportasi, proses industri.
5. Partikel
Partikel adalah pencemar udara yang dapat ada bersama-sama dengan bahan atau pencemar lainnya. Partikel meliputi berbagai macam bentuk dan dapat berupa:
- Aerosol, partikel yang terhambur dan melayang di udara.
- Fog atau kabut, partikel berupa butiran air yang berada di udara.
- Smoke atau asap, pertikel berupa campuran antara butiran padat dan cairan yang terhambur melayang di udara.
- Dust atau debu, partikel berupa butiran padat yang terhambur dan melayang di udara karena ada hembusan angin.
- Mist, mirip kabut, butiran cair yang terhambur dan melayang di udara (bukan butiran air)
- Fume, mirip asap hanya penyebabnya aerosol yang berasal dari kondensasi uap panas.
- Plume, asap yang keluar dari cerobong asap suatu industri ( pabrik )
- Haze, semua aerosol yang mengganggu pandangan di udara.
- Smog, bentuk campuran antara smoke dan fog.
- Smaze, campuran smoke dan haze.
Polutan tersebut akan berpengaruh pada manusia bila pertikel tersebut masuk ke dalam tubuh manusia melalui sistem pernafasan. Faktor yang paling berpengaruh terhadap sistem pernafasan terutama adalah dimensi pertikel yang akan menentukan seberapa jauh penetrasi partikel ke dalam sistem pernafasan. Sistem pernafasan memiliki beberapa sistem pertahanan yang mencegah masuknya pertikel-partikel tersebut ke dalam paru-paru. Pertikel berpengaruh terhadap tanaman terutama kerena debunya, dimana debu tersebut bila bergabung dengan uap air atau air hujan (gerimis) akan membentuk kerak yang tebal pada permukaan daun yang tidak dapat dibilas oleh air hujan, kecuali dengan menggosoknya. Lapisan kerak tersebut akan mengganggu berlangsungnya proses fotosintesa pada tanaman, kerena menghambat masuknya sinar matahari ke permukaan daun dan mencegah adanya pertukaran CO2 dengan oksigen. Akibatnya tanaman akan terganggu. Pencemaran partikel yang berasal dari alam seringkali dianggap wajar. Kalaupun terjadi gangguan terhadap lingkungan yang mengurangi tingkat kenyamanan hidup, maka hal tersebut akan dianggap sebagai musibah bencana alam. Contohnya abu dan bahan vulkanik dari letusan gunung api. Sumber pencemaran pertikel akibat ulah manusia sebagian besar berasal dari pembakaran batubara, proses industri, kebakaran hutan, gas buang alat transportasi.
Nilai Ambang Batas (NAB)
Nilai Ambang Batas (NAB) diartikan sebagai batas aman suatu polutan agar kualitas udara masih tetap terlindungi. Ada istilah lain, yaitu Kadar Tertinggi Diperkenankan (KTD). NAB dapat digunakan bagi udara bebas untuk suatu polutan, sedangkan KTD lebih sesuai digunakan pada lingkungan kerja, misalnya di suatu ruang pabrik, di dalam kompleks industri, yang pada dasarnya untuk melindungi para pekerja yang sehari – hari berada dalam lingkungan dimana bahan – bahan pencemar secara terus – menerus ada.
Kebisingan
Ada pencemaran udara yang tidak termasuk pada komponen pencemar udara CO, SOx, NOx, HC maupun pertikel, berpengaruh terhadap lingkungan yang akhirnya dapat memengaruhi kenyamanan hidup manusia. Pencemaran tersebut antara lain kebisingan.
Kemajuan industri dan teknologi antara lain ditandai dengan pemakaian mesin-mesin yang dapat mengolah dan memproduksi bahan maupun barang yang dibutuhkan oleh manusia secara cepat. Untuk membantu mobilitas manusia dalam melaksanakan tugasnya digunakanlah alat-alat transportasi bermesin. Untuk mencukupi segala prasarana dan sarana digunakan pula peralatan bermesin untuk keperluan membangun konstruksi fisik.
Pemakaian mesin tersebut sering kali menimbulkan kebisingan. Oleh karena kebisingan dapat mengganggu lingkungan dan merambat melalui udara, maka kebisingan dapat dimasukkan sebagai pencemaran udara, walaupun susunan udara tidak mengalami perubahan.
Kebisingan adalah bunyi yang dapat mengganggu dan merusak pendengaran manusia. Apabila syaraf pendengaran tidak menghendaki rangsangan tersebut maka bunyi tersebut dinamakan kebisingan.
Penyemprotan Insektisida.
Sudah sejak lama serangga (insekta) menjadi pengganggu kenyamanan hidup manusia. Serangga dengan jumlah yang lebih akan menjadikan hama. Serangga dapat menyerang dan merusak lahan pertanian sehingga mengakibatkan kegagalan penen. Serangga di sekitar rumah juga sangat mengganggu, bahkan dapat menjadi media persebaran penyakit tertentu. Oleh karena itu manusia berusaha untuk memberantas serangga yang mengganggu tersebut.
Pada umumnya insektisida pembunuh serangga disemprotkan ke udara. Penyemprotan insektisida pada lahan pertanian dan serangga pengganggu di sekitar rumah (nyamuk, kecoa, semut) juga dibunuh dengan menyemprotkan insektisida. Penyemprotan insektisida ke udara tanpa disadari sebenarnya merupakan penyebab pencemaran udara. Walaupun pemakaian insektisida ditujukan untuk membunuh serangga, namun apabila pemakaiannya berlebihan dan dalam waktu yang cukup lama maka insektisida dapat berdampak negatif terhadap manusia. Oleh karena itu pemakaian insektisida harus dilakukan secara seksama.
Pencemaran air
Pencemaran air adalah penyimpangan sifat–sifat air dari keadaan normal, bukan dari kemurniannya. Air yang tersebar di alam semesta ini tidak pernah terdapat dalam bentuk murni, namun bukan berarti bahwa semua air sudah tercemar. Adanya benda–benda asing yang mengakibatkan air tersebut tidak dapat digunakan sesuai peruntukannya secara normal disebut dengan pencemaran.
Sifat kimia-fisika air yang umumnya diuji dan dapat digunakan untuk menentukan pencemaran air adalah :
1. Nilai pH, Keasaman dan Alkalinitas.
Nilai pH air yang normal adalah sekitar netral, yaitu antara 6-8, sedangkan air yang tercemar, nilai pH-nya tergantung jenis pencemarannya (limbahnya). Air segar dari pegunungan biasanya mempunyai pH yang lebih tinggi, semakin lama pH air akan menurun menuju kondisi asam. Hal ini karena bertambahnya bahan–bahan organik yang membebaskan CO2 bila mengalami proses penguraian.
Air limbah industri bahan anorganik pada umumnya mengandung asam mineral dalam jumlah yang tinggi sehingga keasamannya juga tinggi atau pH-nya rendah. Adanya besi sulfur (FeS2) dalam jumlah tinggi di dalam air juga akan meningkatkan keasamannya, karena FeS2 dengan udara dan air akan membentuk H2SO4 dan besi (Fe) yang larut.
Perubahan keasaman pada air limbah, baik ke arah alkali (pH naik) maupun ke arah asam (pH turun), akan sangat mengganggu kehidupan ikan dan hewan air lainnya.Selain itu,air limbah yang mepunyai pH rendah bersifat sangat korosif terhadap baja dan sering mengakibatkan pipa besi menjadi berkarat.
Keasaman adalah kemampuan untuk menetralkan basa. Keasaman yang tinggi belum tentu mempunyai pH yang rendah.Suatu asam lemah dapat mempunyai keasaman yang tinggi artinya potensi untuk melepaskan hidrogen, misalnya asam karbonat, asam setat dan asam organik lainnya.
Alkalinitas berkaitan dengan dengan kesadahan air, yang merupakan salah satu sifat air. Adanya ion Calsium (Ca) dan Magnesium (Mg) dalam air akan mengakibatkan sifat kesadahan air tersebut.Air dengan tingkat kesadahan tinggi dapat menimbulkan korosi pada alat-alat yang terbuat dari besi, menyebabkan sabun kurang berbusa,dapat menimbulkan endapan atau kerak dalam wadah pengolahan.
2. Suhu
Air sering digunakan sebagai media pendingin dalam berbagai proses industri. Air pendingin tersebut setelah digunakan akan mendapatkan panas dari bahan yang didinginkan, kemudian dikembalikan ke tempat asalnya,yaitu sungai atau sumber air lainnya. Air buangan tersebut mungkin mempunyai suhu lebih tinggi daripada air asalnya.
Naiknya suhu air akan menurunkan jumlah oksigen terlarut dalam air, meningkatkan kecepatan reaksi kimia, mengganggu kehidupan ikan dan hewan air lainnya,yang bila batas suhu yang mematikan terlampaui,ikan dan hewan air lainnya mungkin akan mati.
Suhu air kali atau limbah yang relatif tinggi ditandai dengan munculnya ikan-ikan dan hewan lainnya ke permukaan untuk mencari oksigen.
3. Oksigen Terlarut.
Oksigen adalah gas tak berbau, tak berasa dan hanya sedikit larut dalam air. Untuk mempertahankan hidupnya, makhluk yang tinggal di dalam air bergantung kepada oksigen yang terlarut ini. Kadar oksigen terlarut dapat dijadikan ukuran untuk menentukan kualitas air.
Kehidupan dalam air dapat bertahan bila terdapat oksigen terlarut minimal sebanyak 5 mg oksigen untuk setiap liter air. Selebihnya bergantung pada kepada ketahanan organisme, derajat keaktifan, kehadiran bahan pencemar, suhu air. Oksigen terlarut dapat berasal dari proses fotosintesis tanaman air dan dari atmosfir (udara) yang masuk ke dalam air.
Konsentrasi oksigen terlarut yang terlalu rendah akan mengakibatkan ikan dan hewan air lain yang membutuhkan oksigen akan mati. Sebaliknya oksigen terlarut terlalu tinggi juga mengakibatkan proses korosi yang semakin cepat, karena oksigen akan mengikat hidrogen yang melapisi permukaan logam.
4. Karbon dioksida dalam air
Kepekatan oksigen terlarut dalam air bergantung kepada kepekatan Karbon dioksida yang ada. Bila udara bersentuhan dengan permukaan air, maka Karbon dioksida dari udara bertukar dengan yang ada di air. Pada air yang tenang terjadi sedikit pertukaran, bila air bergelombang maka pertukaran akan menjadi semakin cepat. Proses pertukaran yang terjadi disebut difusi.
Karbon dioksida juga terdapat dalam air hujan yang terbawa pada saat tetes air turun dari udara. Hal ini mengakibatkan air hujan agak bersifat asam.
5. Warna dan Kekeruhan
Warna air yang terdapat di alam sangat bervariasi, misalnya air di rawa-rawa berwarna kuning, coklat atau hijau. Air sungai biasanya berwarna kuning kecoklatan karena mengandung lumpur. Air limbah yang mengandung besi dalam jumlah yang besar berwarna coklat kemerahan. Warna air yang tidak normal biasanya merupakan indikasi terjadinya pencemaran air. Kekeruhan menunjukan sifat optis air, yang mengakibatkan pembiasan cahaya ke dalam air. Kekeruhan ini terjadi karena adanya bahan yang terapung dan terurainya zat tertentu, seperti bahan organik jasad renik, lumpur tanah liat dan benda lain yang melayang atau terapung dan sangat halus sekali. Semakin keruh air, semakin tinggi daya hantar listriknya dan semakin banyak pula padatannya.
6. Padatan
Padatan di dalam air akan mengendap pada dasar air, yang lambat laun akan menimbulkan pendangkalan. Akibat lain dari padatan adalah tumbuhnya tanaman air tertentu dan menjadi racun bagi makhluk lain. Banyaknya padatan menunjukan banyaknya lumpur yang terkandung dalam air. Pada dasarnya air yang tercemar selalu mengandung padatan.
7. Nitrat
Nitrogen sebagai sumber nitrat banyak terdapat di udara. Hanya sedikit organisme yang dapat langsung memanfaatkan nitrogen dari udara. Tumbuhan dapat menghisap Nitrogen dalam bentuk Nitrat (NO3).
Pengubahan dari nitrogen bebas di udara menjadi nitrat dapat dilakukan secara biologis maupun kimia. Transformasi ini disebut Fiksasi (pengikatan) Nitrogen.
Fiksasi kimia terjadi karena petir di udara memberikan cukup energi untuk menyatukan Nitrogen dan Oksigen, membentuk Nitrogen dioksida (NO2). Gas ini bereaksi dengan air membentuk asam nitrat (NO3).
Tumbuhan dan hewan yang telah mati akan diuraikan proteinnya oleh pembusuk menjadi amoniak dan senyawa amonium. Nitrogen dalam air seni dan kotoran akan berakhir menjadi amoniak juga.
Bila amoniak diubah menjadi nitrit, maka dalam air akan terdapat nitrit. Nitrit sangat beracun di dalam air, tetapi tidak bertahan lama. Nitrat akan berubah menjadi nitrit dalam perut. Keracunan nitrit akan mengakibatkan wajah membiru dan kematian.
8. Phospor.
Protein dan zat-zat organik lainnya mengandung phospor. Herbivora yang memakan tumbuhan akan mendapatkan phospor. Bila tumbuhan dan hewan tersebut mati, maka bakteri pengurai akan mengembalikan phospor itu ke dalam air sebagai zat organik terlarut. Kotoran sisa metabolisme hidup dimana akhirnya bakteri menguraikan senyawa organik ini menjadi phospor.
Organisme pengurai akan menguraikan senyawa organik menjadi Karbon dioksida dan air. Bakteri ini mengubah amoniak dan nitrit menjadi nitrat. Untuk proses ini diperlukan oksigen. Bila bahan organik dalam air hanya sedikit, maka bakteri akan dengan mudah menguraikannya tanpa gangguan keseimbangan Oksigen dalam air.
Oksigen yang digunakan akan tergantikan dengan cara-cara alamiah. Bila jumlah bahan organik tersebut banyak, maka bakteri pengurai akan melipat gandakan diri. Hal ini pada umumnya akan mengakibatkan terjadinya kekurangan Oksigen, seperti di rawa – rawa dan di dasar kolam dan danau yang airnya tidak mengalir.
Manusia terus-menerus membuang sampah organik ke dalam air sehingga akan terjadi kekurangan Oksigen dalam air. Pengujian yang berhubungan dengan kandungan Oksigen dalam air dibedakan menjadi dua, yaitu :
- Uji BOD (Biochemical Oxygen Demand), uji kebutuhan oksigen biokimia.
- Uji COD (Chemical Oxygen Demand), uji kebutuhan oksigen kimia.
1. Biochemical Oxygen Demand (BOD).
BOD menunjukkan jumlah oksigen terlarut yang dibutuhkan organisme hidup untuk mengurai atau mengoksidasi bahan – bahan buangan di dalam air. Jadi nilai BOD tidak menunjukkan jumlah bahan organik yang sebenarnya, tetapi hanya mengukur secara relatif jumlah Oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi bahan – bahan buangan tersebut. Bila konsumsi Oksigen tinggi, yang ditunjukkan dengan semakin kecilnya sisa Oksigen terlarut di dalam air, maka berarti kandungan bahan buangan yang membutuhkan Oksigen adalah tinggi.
Pada umumnya air yang tercemar kandungan oksigennya sangat rendah. Hal ini karena oksigen yang terlarut di dalam air diserap oleh mikro organisme untuk mencegah bahan buangan organik menjadi bahan yang mudah menguap (ditandai dengan bau busuk).
Selain itu, bahan buangan organik juga dapat bereaksi dengan Oksigen yang terlarut di dalam air mengikuti oksidasi biasa. Bahan organik biasanya berasal dari industri kertas, industri penyamakan kulit, industri pengolahan bahan makanan (industri roti, industri susu, industri mentega, industri pembekuan udang, industri pengalengan ikan), bahan buangan limbah rumah tangga, bahan buangan limbah pertanian, kotoran hewan dan kotoran manusia.
2. Chemical Oxygen Demand (COD)
Untuk mengetahui jumlah bahan organik di dalam air dapat dilakukan suatu uji yang lebih cepat dari uji BOD, yaitu berdasarkan reaksi kimia dari suatu bahan oksigen. Uji COD adalah suatu pengujian yang menentukan jumlah Oksigen yang dibutuhkan oleh bahan oksidan, untuk mengoksidasi bahan organik yang terdapat di dalam air.
Banyak bahan organik yang tidak mengalami penguraian biologis secara cepat berdasarkan pengujian BOD selama 5 hari, tetapi senyawa organik tersebut juga menurunkan kualitas air. Bakteri dapat mengoksidasi bahan organik menjadi CO2 dan H2O.
Bahan Pencemar Lainnya.
Ada beberapa bahan pencemaran lain yang berpengaruh terhadap kualitas air. Bahan pencemaran tersebut antara lain logam berat.
1. Merkuri (Hg)
Merkuri merupakan elemen alami, sering mencemari lingkungan, terdapat dalam bentuk senyawa dengan elemen lain. Merkuri hampir semuanya diproduksi dengan cara pembakaran merkuri sulfida (HgS) di udara, merkuri dilepas sebagai uap, yang kemudian mengalami kondensasi.
Merkuri digunakan dalam produksi alat-alat listrik untuk berbagai keperluan, misalnya lampu merkuri, baterai merkuri. Merkuri digunakan juga sebagai fungsida, membunuh jamur dalam cat, pulp, kertas dan industri pertanian. Cat yang digunakan untuk kapal sering ditambah merkuri oksida (HgO) sebagai anti jamur atau merkuri asetat sebagai anti lapuk. Merkuri juga digunakan dalam proses bahan dasar plastik. Logam merkuri juga digunakan dalam termometer dan alat – alat pencatat suhu karena bentuk cairnya ada pada kisaran suhu yang lebar. Penggunaan merkuri dalam industri sering mengakibatkan pencemaran lingkungan.
Dalam kasus keracunan merkuri di Teluk Minamata (Jepang), merkuri sulfat yang digunakan dalam industri, dibuang ke laut Teluk Minamata. Komponen merkuri dapat mengkontaminasi ikan dan mahluk air lainnya, termasuk ganggang dan tumbuhan air. Selanjutnya ikan – ikan kecil dimakan oleh ikan atau hewan air yang lebih besar atau masuk ke dalam tubuh melalui insang. Kerang juga dapat mengumpulkan merkuri dalam rumahnya. Ikan dan hewan air tersebut kemudian dikonsumsi manusia, sehingga manusiapun dapat mengumpulkan merkuri dalam tubuhnya.
Semua komponen merkuri merupakan racun terhadap tubuh, merkuri di dalam tubuh dapat menghambat kemampuan kerja enzim dan mengakibatkan kerusakan sel.
2. Timbal (Pb).
Penggunaan timbal untuk produksi baterai penyimpanan untuk mobil, dimana digunakan timbal metalik, untuk produk-produk logam, seperti amunisi, pelapis kabel, pipa, solder, bahan pewarna, produk-produk logam yang harus tahan karat, misalnya pipa yang digunakan untuk mengalirkan bahan-bahan kimia yang korosif.
Sifat dari timbal antara lain titik cairnya yang rendah, merupakan logam yang lunak sehingga mudah diubah bentuknya, menjadi logam yang berfungsi sebagai lapisan pelindung bila kontak dengan udara lembab.
Pencemaran Tanah.
Dalam keadaan normal, tanah harus dapat memberikan daya dukung bagi kehidupan manusia, baik untuk pertanian, peternakan, kehutanan maupun permukiman. Tanah merupakan sumberdaya alam yang mengandung bahan organik dan anorganik yang mampu mendukung pertumbuhan tanaman. Sebagai faktor produksi pertanian, tanah mengandung air dan mineral, yang perlu ditambah untuk pengganti yang habis dipakai.
Pencemaran tanah dapat terjadi secara langsung, misalnya penggunaan pupuk secara berlebihan, pemberian pestisida atau insektisida dan pembuangan limbah yang tidak dapat diuraikan (seperti plastik). Air yang mengandung bahan pencemar akan mengubah susunan kimia tanah sehingga mengganggu jasad hidup dalam tanah atau di permukaan tanah. Udara yang tercemar akan menurunkan hujan yang mengandung bahan pencemar tersebut, akibatnya tanah juga akan tercemar.
Bentuk dan macam limbah yang dihasilkan manusia tergantung pada tingkat budaya manusia. Sebelum manusia mengenal kemajuan industri dan teknologi, limbah atau bahan buangan yang dihasilkan dari kegiatan manusia pada umumnya bersifat organik. Dari segi kelestarian lingkungan, limbah bersifat organik lebih menguntungkan, karena dengan mudah dapat diuraikan oleh mikroorganisme menjadi bahan yang mudah menyatu kembali dengan alam tanpa menimbulkan pencemaran pada lingkungan.
Kemajuan industri dan teknologi ternyata telah menambah jenis limbah manusia, yang semula sebagian besar bersifat organik menjadi bersifat organik dan anorganik. Bahan buangan anorganik yang sulit diurai oleh mikroorganisme dipisahkan dari bahan buangan organik dan dikumpulkan menjadi satu, dipisahkan dari bahan buangan gelas dan plastik, untuk memudahkan proses daur ulang bahan buangan tersebut. Proses daur ulang membuat bahan buangan menjadi bahan yang masih dapat dimanfaatkan lagi bagi kehidupan manusia.