Debu: Kenali, Identifikasi, Kendalikan, Waspadai Penyakitnya, Mikro Organisme Sebelum Manusia

Debu atau Dust adalah partikel padat yang berukuran sangat kecil yang dibawa oleh udara.

Debu ialah nama umum untuk sejumlah partikelpadat kecil dengan diamter kurang dari 500 mikrometer (lihat juga pasir atau granulat). Di atmosfer Bumi, debu berasal dari sejumlah sumber: loess yang disebarkan melalui angin, letusan gunung berapi, pencemaran, dll. Debu udara dianggap aerosol dan bisa memiliki tenaga radiasi lokal yang kuat di atmosfer dan berpengaruh pada iklim. Di samping itu, jika sejumlah partikel kecil disebarkan ke udara di daerah tertentu (seperti tepung terigu), dalam keadaan tertentu ini bisa menimbulkan bahaya ledakan.

Partikel-partikel kecil ini dibentuk oleh suatu proses disintegrasi atau fraktur seperti penggilingan, penghancuran atau pemukulan terhadap benda padat. Mine Safety and Health Administration (MSHA) mendefinisikan debu sebagai padatan halus yang tersuspensi diudara (airbone) yang tidak mengalami perubahan secara kimia ataupun fisika dari bahan padatan aslinya.

Ukuran partikel debu yang dihasilkan dari suatu proses sangatlah bervariasi, mulai dari yang tidak bisa terlihat dengan mata telanjang sampai pada ukuran yang terlihat dengan mata telanjang. Ukuran partikel yang besar akan tertinggal pada permukaan benda atau turun kebawah (menetap sementara diudara) dan ukuran partikel yang kecil akan terbang atau tersuspensi diudara. Debu umumnya dalam ukuran micron, sebagai pembanding ukuran rambut adalah 50-70 micron.

Aktivitas penghasil debu

Jenis industri yang menghasilkan debu dan banyak mencemari lingkungan atau udara adalah seperti konstruksi, agrikultur dan pertambangan. Didalam proses manufaktur, debu juga dapat dihasilkan dari berbagai aktifitas seperti crushing, grinding, abrasion dan lain-lain. Banyaknya debu yang dihasilkan oleh aktifitas industri sangat tergantung kepada jenis proses dan bahan yang digunakan atau diproses.

Debu fibrogenic seperti Kristal silica (free crystalline silica – FCS) atau asbestos adalah jenis debu yang sangat beracun dan jika masuk kedalam paru-paru dapat merusak paru-paru dan mempengaruhi fungsi atau kerja paru-paru.

Nuisance dust atau inert dust dapat didefinisikan sebagai debu yang mengandung kurang dari 1% quartz (kuarsa). Karena kandungan silica yang rendah, nuisance dust hanya sedikit mempengaruhi kesehatan paru-paru dan dapat disembuhkan jika terhirup. Akan tetapi jika konsentrasi nuisance dust sangat tinggi di udara area kerja maka dapat mengurangi penglihatan dan bisa menyebabkan masuk kedalam mata, telingga dan tenggorokan sehingga timbul rasa tidak nyaman dan juga bisa menyebabkan luka pada kulit atau mucous membrane baik karena aksi kimiawi atau mekanik.

Klasifikasi debu

Dari sisi occupational health, debu diklasifikasikan menjadi tiga kategori, yaitu:

• Respirable Dust
• Inhalable Dust
• Total Dust

Respirable dust adalah debu atau partikel yang cukup kecil yang dapat masuk kedalam hidung sampai pada sistem pernapasan bagian atas dan masuk kedalam paru-paru bagian dalam. Partikel yang masuk kebagian paru-paru bagian dalam atau sistem pernapasan bagian dalam secara umum tidak bisa dikeluarkan oleh sistem mekanisme tubuh secara alami (cilia dan mucous) maka akibatnya partikel tersebut akan tinggal selama-lamanya didalam paru-paru.

MSHA mendefinisikan respirable dust sebagai fraksi dari airbone dust yang lolos dari alat saring ukuran partikel dengan karakteristik sebagai berikut:

EPA menggambarkan inhalable dust sebagai debu yang bisa masuk kedalam tubuh akan tetapi terperangkap atau tertahan di hidung, tenggorokkanm atau sistem pernapasan bagian atas, ukuran inhalable dust berdiameter kira-kira 10 mikron.

Total dust adalah semua airborne partikel tanpa mempertimbangkan ukuran dan komposisinya.

Pelepasan debu berlebihan

Pelepasan debu secara berlebihan keudara dapat menyebabkan gangguan kesehatan dan juga masalah di industri tersebut, beberapa gangguan dan masalah tersebut diantaranya adalah:

• Bahaya kesehatan
• Penyakit pernapasan ditempat kerja
• Iritasi pada mata, telinga, hidung dan tenggorokkan
• Iritasi pada kulit
• Risiko dust explosion dan kebakaran
• Merusak peralatan
• Mengganggu penglihatan
• Bau yang tidak enak
• Masalah bagi komunitas sekitar pabrik

Perhatian terbesar adalah efek kesehatan pada pekerja karena mereka terpapar secara berlebihan terhadap debu yang membahayakan. Oleh karena itu untuk mengevaluasi tingkat bahaya kesehatan ditempat kerja, American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH)  telah mengadopsi sejumlah standar  threshold limit values (TLV’s) atau nilai ambang batas (NAB). Nilai TLV digunakan sebagai pentunjuk atau guidance untuk mengevaluasi bahaya kesehatan. Nilai TLV (NAB) adalah nilai batas paparan selama 8 jam kerja dimana tidak ada efek kesehatan yang ditimbulkan. MSHA menggunakan nilai TLV untuk mengevaluasi kesehatan.

Partikulat

Partikulat – dikenal juga sebagai partikel halus, dan jelaga – merupakan subdivisi kecil dari material padat tersuspensi dalam gas atau cair. Partikulat adalah bentuk polusi udara. Partikel udara lebih kecil dari 10 sampai partikulat mikrometer dihitung. Partikulat terdiri dari partikel komposisi ukuran, asal dan kimia yang berbeda.

Asal partikulat dapat merupakan buatan manusia atau alam. Polusi udara dan polusi air dapat mengambil bentuk partikel padat atau larutan. Garam adalah contoh dari kontaminan terlarut dalam air, sedangkan pasir umumnya merupakan partikulat padat.

Untuk meningkatkan kualitas air, partikel-partikel padat dapat dihilangkan dengan filter air atau settling(proses partikulat turun dalam air dan membentuk sedimen), dan disebut sebagai partikel tak larut. Kontaminan yang dilarutkan dalam air dapat dikumpulkan dengan penyulingan, memungkinkan air untuk menguap dan kontaminan kembali mengendap.

Beberapa partikulat terjadi secara alami, seperti yang berasal dari gunung berapi, badai pasir, dan kebakaran hutan. Kegiatan manusia, seperti pembakaran bahan bakar fosil pada kendaraan, pembangkit listrik dan berbagai industri juga menghasilkan sejumlah besar partikulat.

Pembakaran batubara di negara berkembang adalah metode utama untuk pemanasan rumah dan memasok energi. Rata-rata di seluruh dunia, aerosol antropogenik (yang dibuat oleh aktivitas manusia) mencapai sekitar 10 persen dari total jumlah aerosol di atmosfer kita.

Peningkatan kadar partikel halus di udara terkait dengan bahaya kesehatan seperti penyakit jantung, fungsi paru-paru dan kanker paru-paru yang akan dibahas selanjutnya.

Faktor-faktor dampak kesehatan

Debu bertanggung jawab ataspenyakit paru-paru seperti pneumokoniosis, penyakit yang terjadi di antara sejumlah pekerjatambang. Keadaan ini menyebabkan timbulnya pengaturan terhadap keadaan kerja. Untuk mencegah masuknya debu ke saluran pernapasan dapat digunakan masker atau saputangan ketika berada di tempat berdebu.

Tidak semua debu memberikan dampak kesehatan dengan level yang sama, hal tersebut tergantung pada faktor-faktor berikut:

• Komposisi debu
  • Kimia
  • Mineral
  • Konsentrasi debu
    • Berdasarkan berat: mg dust /m3 udara
    • Berdasarkan jumlah: jutaan partikel/cubic foot udara
    • Ukuran dan bentuk partikel
      • Distribusi ukuran partikel didalam rentang ukuran respirable
      • Fiberous atau spherical
    • Lama paparan

Paparan yang berlebihan atau waktu yang lama terhadap respirable dust yang berbahaya (harmful) dapat menyebabkan penyakit pernapasan yang disebut pneumoconiosis. Penyakit ini disebabkan oleh terkumpulnya atau menumpuknya debu mineral didalam paru-paru dan merusak jaringan paru-paru.

Jenis penyakit paru-paru

Pneumoconiosis adalah nama umum dari penyakit paru-paru yang disebabkan oleh debu. Beberapa jenis penyakit pneumoconiosis adalah:

• Silicosis – Silicosis adalah pneumoconiosis yang disebabkan oleh debu kuarsa atau silca. Kondisi paru-paru ditandai dengan nodular fibrosis (parut pada jaringan paru-paru), mengakibatkan sesak napas. Silikosis adalah penyakit yang irreversible atau tidak bisa disembuhkan, bahkan tahapan lanjut bersifat progresive meskipun sudah tidak terpapar lagi.
• Black Lung (Paru Hitam) – paru hitam adalah bentuk pneumokoniosis yang disebabkan oleh penumpukan debu batubara didalam paru-paru yang membuat jaringan paru-paru menjadi gelap atau hitam. Penyakit ini juga bersifat progresif. Meskipun nama penyakit ini banyak dikenal sebagai penyakit paru hitam, namun nama resminya adalah pneumokoniosis pekerja batubara (coal worker’s pneumoconiosis (CWP)).
• Asbestosis – Asbestosis adalah suatu bentuk pneumokoniosis yang disebabkan oleh serat asbes. Dan penyakit ini juga bersifat irreversibel.

Pengendalian debu adalah penekanan partikel padat dengan diameter kurang dari 500 mikrometer. Pelanggaran kendali debu paling sering terjadi di pembangunan perumahan baru di daerah perkotaan

Pengendalian

Pengendalian debu (dust control) adalah proses pengurangan emisi debu dengan menggunakan prinsip-prinsip enjineering. Sistem kontrol yang dirancang dengan baik, dirawat dengan baik dan dioperasikan dengan baik akan dapat mengurangi emisi debu sehingga mengurangi paparan debu berbahaya bagi pekerja. Pengendalian debu juga dapat mengurangi kerusakkan mesin, perawatan dan downtime, peneglihatan yang baik (bersih) dan meningkatkan moral dan semangat kerja para pekerja.

Sistem pengendalian

Ada tiga sistem pengendalian paparan debu terhadap pekerja, yaitu:

• Pencegahan
• Sistem kontrol
• Dilusi atau isolasi.

Pencegahan – Pepatah mengatakan ” mencegah lebih baik daripada mengobati”. Pencegahan terjadinya debu di area kerja juga dapat diterapkan. Meskipun dalam proses produksi yang massal, dimana bahan baku atau produk yang digunakan menghasilkan debu, maka tentu saja sistem pencegahan hampir tidak mungkin dilakukan. Namun jika proses tersebut dirancang secara baik untuk memenimalkan debu, misalnya dengan menggunakan sistem penanganan yang tidak menimbulkan debu, maka emisi debu dapat dikurangi.

Sistem Kontrol – Setelah semua usaha pencegahan dilakukan secara maksimal, dan jika masih terdapat debu dari proses tersebut, maka barulah dilakukan pengendalian atau pengontrolan terhadap debu tersebut.

Teknik pengendalian

Beberapa teknik pengendalian yang dapat dilakukan adalah seperti dust collection systems, sistem pwet dust suppression systems, and airborne dust capture through water sprays.

• Dust Collection Systems – menggunakan prinsip ventilasi untuk menangkap debu dari sumbernya. Debu disedot dari udara dengan menggunakan pompa dan dialirkan kedalam dust collector, kemudian udara bersih dialirkan keluar.
• Wet Dust Suppression Systems – menggunakan cairan (yang banyak digunakan adalah air, tapi bisa juga bahan kimia yang bisa mengikat debu) untuk membasahi bahan yang bisa menghasilkan debu tersebut sehingga bahan tersebut tidak cenderung menghasilkan debu.
• Airborne Dust Capture Through Water Sprays – menyemprot debu-debu yang timbul pada saat proses dengan menggunakan air atau bahan kimia pengikat, semprotan harus membentuk partikel cairan yang kecil (droplet) sehingga bisa menyebar diudara dan mengikat debu yang berterbangan membentuk agglomerates sehingga turun kebawah.

Dilution Ventilation – teknik ini adalah untuk mengurangi konsentrasi debu yang ada di udara dengan mendilusi udara berdebu dengan udara tidak berdebu atau bersih. Secara umum sistem ini masih kurang baik untuk kesehatan karena debu pada dasarnya masih terdapat diudara, akan tetapi sistem ini bisa digunakan jika sistem lain tidak diijinkan untuk digunakan.

Isolation – teknik ini adalah dengan cara memisahkan pekerja dengan udara yang terkontaminasi, pemisahan bisa dilakukan dengan mengisolasi pekerja kemudian di suplai dengan udara bersih dari luar. Contoh Supplier air system.

Mikro organisme debu

Tungau debu lebih tua dari manusia

Menilik muasalnya, tungau debu rumah, memang memiliki sejarah evolusi yang tidak biasa. Awalnya, mereka adalah hewan kecil yang hidup bebas yang berevolusi dari nenek moyang parasit, yang kemudian menjadi organisme hidup bebas, pada jutaan tahun silam.

68 juta lampau

Itu terjadi pada 68 juta tahun lampau, jauh sebelum manusia hadir. Tungau debu purba hidup di sarang burung selama jutaan tahun sebelum pindah ke tempat tinggal manusia yang relatif baru.

Studi genetika menunjukkan, sebagai konsekuensi dari sejarah evolusi yang hiruk-pikuk itu, tungau debu rumah punya banyak cara baru dalam mengembangkan perlindungan genomnya dari gangguan internal.

Evolusi mekanisme baru

“Kami percaya bahwa evolusi mekanisme baru untuk melindungi genom dari elemen transposable terkait dengan evolusi tungau debu. Proses ini menurut kami tidak biasa”, kata Pavel Klimov, seorang ilmuwan riset asosiasi di Departemen Ekologi dan Biologi Evolusioner University of Michigan.

Bersama Klimov, peneliti lainnya adalah Mosharrof Mondal dan Alex Flynt dari University of Southern Mississippi.

Hasil penelitian ini telah diterbitkan pada 29 Januari lalu di jurnal PLOS Genetics dengan judul Rewired RNAi-Mediated Genome Surveillance in House Dust Mites.

Elemen transposable

Elemen transposable adalah potongan DNA non-coding yang dapat mengubah posisi mereka dalam genom, yang sering menyebabkan mutasi dan penyakit. Nah, semua hewan dan tumbuhan berusaha keras menghindari ancaman dari unsur-unsur tersebut.

Itu juga yang membuat setiap organisme berusaha mengembangkan cara yang rumit untuk melindungi diri dari ancaman tersebut. Pada kebanyakan hewan, misi pengintaian ini dilakukan oleh fragmen RNA kecil yang menemukan dan mematahkan deretan genetik. Mekanismenya disebut piwi-associated RNA pathway. Dinamai protein Piwi karena pertama kali ditemukan pada lalat buah.

Dari situ pula tim peneliti yang dipimpin ilmuwan University of Southern Mississippi, termasuk seorang ahli biologi University of Michigan, mengurutkan DNA dan RNA Dermatophagoides farinae-nama ilmiah tungau debu rumah Amerika.

Para peneliti kemudian melihat populasi molekul RNA kecil yang dikodekan di sana. Namun, yang terjadi, mereka menemukan bahwa tungau debu rumah tidak memiliki protein Piwi atau RNA kecil terkait yang kebanyakan digunakan hewan untuk mengendalikan elemen transposable.

Transisi Paratisme

Sebagai gantinya, tungau debu menggantikan jalur Piwi dengan mekanisme RNA kecil yang sama sekali berbeda, yakni menggunakan RNA kecil yang mengganggu atau interferensi. Ini adalah salah satu mekanisme pada sel hidup untuk mengendalikan aktivitas gen. Genom tungau debu juga mengkodekan protein yang dapat memperkuat RNA kecil yang mengganggu.

Menurut Klimov, itu juga yang membuat hewan-hewan ini dapat berevolusi dari nenek moyang parasit.

“Sering kali, transisi ke parasitisme dikaitkan dengan perubahan genetik yang dramatis”, katanya.

Inilah yang membuat tungau mampu bertahan hidup selama puluhan juta tahun.

“Warisan ini yang kemudian dibawa tungau debu saat ia kembali hidup bebas”, tutupnya.