BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Disebut logam berat berbahaya karena umumnya memiliki rapat massa
tinggi(5 gr/cm3) dan sejumlah konsentrasi kecil dapat bersifat racun dan berbahaya. Diantara semua unsur logam berat, Hg menduduki urutan pertama dalam hal sifatracunnya, kemudian diikuti oleh logam berat antara lain Cd, Ag, Ni, Pb, As, Cr, Sn,dan Zn. Logam berat merupakan komponen alami tanah. Logam berat masih termasuk golongan logam dengan kriteria-kriteria yang sama dengan logam-logam lain. Perbedaannya terletak dari pengaruh yang dihasilkan bila logam berat ini berikatandan atau masuk ke dalam tubuh organisme hidup. Sebagai contoh, bila unsur logambesi (Fe) masuk kedalam tubuh, meski dalam jumlah agak berlebihan, biasanyatidaklah menimbulkan pengaruh yang buruk terhadap tubuh. Karena unsur besi (Fe)dibutuhkan dalam darah untuk mengikat oksigen. Sedangkan unsur logam berat baik itu logam berat beracun yang dipentingkan seperti tembaga (Cu), bila masuk kedalam tubuh dalam jumlah berlebihan akan menimbulkan pengaruh-pengaruhburuk terhadap fungsi fisiologi tubuh. Jika yang masuk kedalam tubuh organismehidup adalah unsur logam berat beracun seperti hidragyrum(Hg) atau disebut juga airraksa, maka dapat dipastikan bahwa organisme tersebut akan langsung keracunan.Sehingga dengan kata lain elemen ini tidak dapat didegradasi maupun dihancurkan. Logam berat dapat masuk ke dalam tubuh manusia melalui makanan,air minum, atau udara. Logam berat seperti tembaga, selenium, atau seng dibutuhkantubuh manusia untuk membantu kinerja metabolisme tubuh. Akan tetapi, dapatberpotensi menjadi racun jika konsentrasi dalam tubuh berlebih. Logam berat menjadi berbahaya disebabkan sistem bioakumulasi, yaitu peningkatan konsentrasiunsur kimia didalam tubuh manusia. 1.2
Rumusan Masalah ;
Apa yang dimaksud dengan pencemaran logam berat ?
KIMIA LINGKUNGAN
1
;
Apa penyebab terjadinya pencemaran air oleh logam berat ?
;
Bagaimana proses pencemaran air oleh logam berat?
;
Bagaimana dampak dan cara pengendalin pencemaran air oleh logam berat ?
1.3
Tujuan ;
Mengetahui pengertian pencemaran logam berat.
;
Mengetahui
sumber
pencemaran
air
serta
indikator
terjadinya
pencemaran air oleh logam berat ;
Mengetahui proses pencemaran air oleh logam berat.
;
Mengetahui dampak dan cara pengendalin pencemaran air oleh logamberat
1.4
Ruang Lingkup Makalah “Logam Berat” ini merupakan ruang lingkup Pengendalian
Pencemaran Lingkungan Fisik. 1.5
Manfaat Makalah ini dapat menambah pengetahuan tentang pengendalian pencemaran
lingkungan “Logam Berat” terhadap manusia dan lingkungan.
KIMIA LINGKUNGAN
2
BAB II PEMBAHASAN
2.1
Pengertian Logam Berat Logam berat (heavy metal) adalah logam dengan massa jenis lima atau
lebih, dengan nomor atom 22 sampai dengan 92. Logam berat dianggap berbahaya bagi kesehatan bila terakumulasi secara berlebihan di dalam tubuh. Beberapa di antaranya bersifat membangkitkan kanker (karsinogen). Demikian pula dengan bahan pangan dengan kandungan logam berat tinggi dianggap tidak layak konsumsi. Kasus-kasus pencemaran lingkungan menyebabkan banyak bahan pangan mengandung logam berat berlebihan. Kasus yang populer adalah sindrom Minamata, sebagai akibat akumulasi raksa (Hg) dalam tubuh ikan konsumsi. Di Indonesia, pernah dilaporkan bahwa ikan-ikan di Teluk Jakarta juga memiliki kandungan raksa yang tinggi. Udang dari tambak Sidoarjo pernah ditolak importir dari Jepang karena dinilai memiliki kandungan kadmium (Cd) dan timbal (Pb) yang melebihi ambang batas. Diduga logam-logam ini merupakan dampak buangan limbah industri di sekitarnya. Kakao dari Indonesia juga pernah ditolak pada lelang internasional karena dinilai memiliki kandungan Cd di atas ambang batas yang diizinkan. Cd diduga berasal dari pupuk TSP yang diberikan kepada tanaman di perkebunan. Logam berat adalah unsur-unsur kimia dengan bobot jenis lebih besar dari 5 gr/cm3, terletak di sudut kanan bawah sistem periodik, mempunyai afinitas yang tinggi terhadap unsur S dan biasanya bernomor atom 22 sampai 92 dari perioda 4 sampai 7 (Miettinen, 1977). Sebagian logam berat seperti timbal (Pb), kadmium (Cd), dan merkuri (Hg) merupakan zat pencemar yang berbahaya. Afinitas yang tinggi terhadap unsur S menyebabkan logam ini menyerang ikatan belerang dalam enzim, sehingga enzim bersangkutan menjadi tak aktif. Gugus
KIMIA LINGKUNGAN
3
karboksilat (-COOH) dan amina (-NH2) juga bereaksi dengan logam berat. Kadmium, timbal, dan tembaga terikat pada sel-sel membran yang menghambat proses transpormasi melalui dinding sel. Logam berat juga mengendapkan senyawa fosfat biologis atau mengkatalis penguraiannya. Berdasarkan sifat kimia dan fisikanya, maka tingkat atau daya racun logam berat terhadap hewan air dapat diurutkan (dari tinggi ke rendah) sebagai berikut merkuri (Hg), kadmium (Cd), seng (Zn), timah hitam (Pb), krom (Cr), nikel (Ni), dan kobalt (Co) (Sutamihardja dkk, 1982). Menurut Darmono (1995) daftar urutan toksisitas logam paling tinggi ke paling rendah terhadap manusia yang mengkomsumsi ikan adalah sebagai berikut Hg2+ > Cd2+ >Ag2+ > Ni2+ > Pb2+ > As2+ > Cr2+ Sn2+ > Zn2+. Sedangkan menurut Kementrian Negara Kependudukan dan Lingkungan Hidup (1990) sifat toksisitas logam berat dapat dikelompokan ke dalam 3 kelompok, yaitu : a
Bersifat toksik tinggi yang terdiri dari atas unsur-unsur Hg, Cd, Pb, Cu, dan Zn.
b c
Bersifat toksik sedang terdiri dari unsur-unsur Cr, Ni, dan Co. Bersifat tosik rendah terdiri atas unsur Mn dan Fe. Adanya logam berat di perairan, berbahaya baik secara langsung
terhadap kehidupan organisme, maupun efeknya secara tidak langsung terhadap kesehatan manusia. Hal ini berkaitan dengan sifat-sifat logam berat ( PPLH-IPB, 1997; Sutamihardja dkk, 1982) yaitu : a
Sulit didegradasi, sehingga mudah terakumulasi dalam lingkungan perairan dan keberadaannya secara alami sulit terurai (dihilangkan).
b
Dapat terakumulasi dalam organisme termasuk kerang dan ikan, dan akan membahayakan kesehatan manusia yang mengkomsumsi organisme tersebut.
c
Mudah terakumulasi di sedimen, sehingga konsentrasinya selalu lebih tinggi dari konsentrasi logam dalam air. Disamping itu sedimen mudah tersuspensi karena pergerakan masa air yang akan melarutkan kembali
KIMIA LINGKUNGAN
4
logam yang dikandungnya ke dalam air, sehingga sedimen menjadi sumber pencemar potensial dalam skala waktu tertentu. Logam berat masih termasuk golongan logam dengan kriteria-kriteria yang sama dengan logam-logam lain. Perbedaannya terletak dari pengaruh yang dihasilkan bila logam berat ini berikatan dan masuk ke dalam tubuh organisme hidup. Sebagai contoh, bila unsur logam besi (Fe) masuk kedalam tubuh, meski dalam jumlah agak berlebihan, biasanya tidaklah menimbulkan pengaruh yang buruk terhadap tubuh. Karena unsur besi (Fe) dibutuhkan dalam darah untuk mengikat oksigen. Sedangkan unsur logam berat baik itu logam berat beracun yang dipentingkan seperti tembaga (Cu), bila masuk kedalam tubuh dalam jumlah berlebihan akan menimbulkan pengaruh-pengaruh buruk terhadap fungsi fisiologi tubuh. Jika yang masuk kedalam tubuh organisme hidup adalah unsur logam berat beracun seperti hidragyrum(Hg) atau disebut juga air raksa, maka dapat dipastikan bahwa organisme tersebut akan langsung keracunan (Palar, 2004). Istilah logam berat sebetulnya telah dipergunakan secara luas, terutama dalam perpustakaan ilmiah, sebagai suatu ilmiah yang menggambarkan bentuk dari logam tertentu. Karakteristik dari kelompok logam berat adalah sebagai berikut : a
Spesifikasi graviti yang sangat besar (lebih dari 4).
b
Mempunyai nomor atom 22-34 dan 40-50 serta unsur-unsur lantanida dan aktinida.
c
Mempunyai respon biokimia khas (spesifik) pada organisme hidup. Nierbor dan Richardson menggunakan istilah logam berat untuk
menggantikan pengelompokan ion-ion logam kedalam 3 kelompok biologi dan kimia (bio-kimia) pengelompokan tersebut adalah sebagai berikut : a
Logam-logam yang dengan mudah mengalami reaksi kimia bila
bertemu dengan unsur oksigen atau disebur juga dengan oxygen-seeking metal. b
Logam-logam yang dengan mudah mengalami reaksi kimia bila
bertemu dengan unsur nitrogen dan atau unsur belerang (sulfur) atau disebut juga nitrogen/sulfur seeking metal.
KIMIA LINGKUNGAN
5
c
Logam antara atau logam transisi yang memiliki sifat khusus
(spesifik) sebagai logam pengganti (ion pengganti) untuk logam-logam atau ionion logam dari kelas A dan logam dari kelas B. Kimia dapat diartikan sebagai peranan kimia (unsure-unsur kimia) dalam kehidupan makhluk hidup, di antaranya adalah unsur-unsur logam. Beberapa unsurelogam sangat dibutuhkan oleh makhluk hidup untuk mempertahankan kehidupannya.Sebagai contoh adalah unsure logam besi (Fe), unsure ini berkaitan dengan Hb darahmembentuk haemoglobin yang berfungi sebagai pengikat oksigen (O2) dalam darah.Berbeda dengan logam biasa, logam berat biasanya menimbulkan efek-efek khusus pada makhluk hidup. Dapat dikatakan bahwa semua logam berat dapatmenjadi racun yang akan meracuni tubuh makhluk hidup. Sebagai contoh adalahlogam air raksa (Hg), kadmium (Cd), timah (Pb), dan khrom (Cr). Namun demikian, meski semua logam berat dapat mengakibatkan hidup, keracunan atas makhluk hidup, sebagian dari logam-logam berat tersebut tetap dibutuhkan oleh makhluk hidup.kebutuhan tersebut berada dalam jumlah yang sangat sedikit. Tetapi bila kebutuhan dalam jumlah yang sangat kecil itutidak terpenuhi, maka akan berakibatfatal terhadap kelangsungan hidup dari setiap makhluk hidup. Karena tingkatkebutuhan sangat dipentingkan maka logam-logam tersebut juga dinamakan sebagailogam-logam atau mineralmineral esensial tubuh. Ternyata kemudian, bila jumlahdari loga-logam esensial ini masuk ke dalam tubuh dalam jumlah berlebihan, makaakan berubah fungsi menjadi zat racun bagi tubuh. Contoh dari logam-logam beratesensial ini adalah tembaga (Cu), seng (Zn), dan nikel (Ni). 2.2
Sumber Pencemaran Sumber pencemaran logam berat adalah masuknya material pencemar
seperti partikel kimia, limbah industri, limbah pertanian dan perumahan, industry bahan kimia, pertambangan (emas),yang masuk ke dalam perairan, yang bisa merusak lingkungan khususnya perairan. Material berbahaya tersebut memiliki dampak yang bermacam-macam dalam perairan. Ada yang berdampak langsung, maupun
KIMIA LINGKUNGAN
6
tidak langsung.Limbah kimia yang bersifat toxic (racun) yang masuk ke perairan laut akanmenimbulkan efek yang sangat berbahaya. Kelompok limbah kimia ini terbagi dua,pertama kelompok racun yang sifatnya cenderung masuk terus menerus sepertipestisida, furan, dioksin dan fenol. Terdapat pula logam berat, suatu unsur kimiametalik yang memiliki kepadatan yang relatif tinggi dan bersifat racun atau beracunpada konsentrasi rendah. Contoh logam berat yang sering mencemari adalah air raksa, timah, nikel, arsenik dan cadmium, ketika pestisida masuk ke dalam ekosistemlaut, mereka segera diserap ke dalam jaring makanan di laut. Dalam jaring makanan, pestisida ini dapat menyebabkan mutasi, serta penyakit, yang dapat berbahaya bagihewan laut, seluruh penyusun rantai makanan termasuk manusia. Racun semacam itu dapat terakumulasi dalam jaringan berbagai jenis organisme laut yang dikenal dengan istilah bioakumulasi. Racun ini juga diketahui terakumulasi dalam dasar perairan yang berlumpur. Bahan-bahan ini dapat menyebabkan mutasi keturunan dari organisme yang tercemar serta penyakit dan kematian secara massal seperti yang terjadi pada kasus yang terjadi di Teluk Minamata.Bahan kimia anorganik lain yang bisa berbahaya bagi ekosistem laut adalah nitrogen, dan fosfor. Sumber dari limbah ini umumnya berasal dari sisa pupuk pertanian yang terhanyut kedalam perairan, juga dari limbah rumah tangga berupa detergent yang banyak mengandung fosfor. Senyawa kimia ini dapat menyebabkan eutrofikasi, karena senyawa ini merupakan nutrien bagi tumbuhan air seperti alga dan phytoplankton.
Tingginya
konsentrasi
bahan
tersebut
menyebabkan
pertumbuhantumbuhan air ini akan meningkat dan akan mendominasi perairan, sehinggamenganggu organisme lain bahkan bisa mematikan. 2.3
Indikator Pencemaran Logam Berat Dalam Air Aspek-Aspek Pencemaran Air ada beberapa aspek sebagai pengukuran
tingkat pencemaran air, apakah airtersebut termasuk air yang tercemar ataukah tidak tercemar. Aspek-aspek pencemaranair yaitu terdiri dari aspek kimia-fisika pencemran air dan aspek biokimiapencemaran. Adapun aspek kimia-fisika pencemaran air itu adalah sebagai berikut :
KIMIA LINGKUNGAN
7
a
Nilai pH, Keasaman dan Alkhalinitas.Air normal yang memenuhi
syarat untuk suatu kehidupan mempunyai pHsekitar 6,5– 7,5. Air akan bersifat asam atau basa tergantung besar kecilnya pH.Bila pH di bawah pH normal, maka air tersebut bersifat asam, sedangkan air yangmempunyai pH di atas pH normal bersifat basa. Air limbah dan bahan buanganindustri akan mengubah pH air yang akhirnya akan mengganggu kehidupan biotaakuatik.Alkalinitas berkaitan dengan kesadahan air, yan merupakan salah satu sifat air.Adanya ion kalsium (Ca) dan magnesium (Mg) di dalam air akan mengakibatkansifat kesadahan air tersebut. b
SuhuAir sering digunakan sebagai medium pendingin dalam
berbagai prosesindustri. Air pendingin tersebut setelah digunakan akan mendapatkan panas daribahan yang didinginkan, kemudian dikembalikan ke tempat asalnya, ayitu sungaiatau sumber air lainnya. Air buangan lebih tingi dari pada air asalnya. Naiknyasuhu air akan menimbulkan akibat sebagai berikut :Menurunya jumlah oksigen terlarut dalam air- Meningkatkan kecepatan reaksi kimia- Mengganggu kehidupan ikan dan hewan air alinya- Jika bata suhu yang mematikan terlampaui, ikan dan hewan air lainnyamungkin akan mati. c
Oksigen Terlarut untuk mempertahankan hidupnya, makhluk yang
tinggal di dalam air, baik tumbuhan maupun hewan, bergantung kepada oksigen terlarut. Jada kadar oksigenterlarut dapat dijadikan ukuran untuk menetukan kualitas air. d
Karbondioksida Dalam AirKepekaan oksigen terlarut dalam air
bergantung kepda kepekaankarbondioksida yang ada. Jika udara (yang mengandung 0,03% karbondioksida)bersentuhan dengna permukaan air pada tekanan standar maka kelarytankarbondioksida terhadap perubahan suhu. e
Warna dan kekeruhan warna air yang tidak normaal biasanya
merupakan indikasi terjadinya pencemaran air. Warna air dibedakan menjadi dua macam yaitu warna sejati (akibat bahan-bahan terlarut) dan air semu (akibat bahan terlarut, bahan tersuspensi diantaranya yang bersifat koloid. Kekeruhan menunjukan sifat toptis air, yang mengakibatkan pembiasan cahaya ke dalam air. Kekeruhan membatasi masukannya cahaya ke dalam air. Kekurahan ini terjadi karena adanya bahan terapung, dan terurainya zat tertentu, seperti bahan organik, jasad
KIMIA LINGKUNGAN
8
renik, lumpur tanah liat dan benda yang terapung dansangat halus sekali. Semakin keruh air, semakin tinggi daya hantar listriknya dansemakin banyak pula padatannya.. f
Padatan pada dasarnya air yang tercemar selalu mengandung padatan yang
dapatdibedakan menjadi empat kelompok berdasarkan besar partikelnya dan sifatsfatlainnya, terutama kelarutannya, yaitu :- Padatan terendap (sedimen)- Padatan tersuspensi dan koloid- Padatan terlarut total- Minyak dan Lemak g. NitratJika kandungan nitrat tersebut akan berubah menjadi nitrit di perut.Keracunan nitrit akan mengakibatkan wajah membiru dan kematian. g
PosforPosfor memasuki air melalui berbagai jalan yaitu kotoran,
limbah, sisapertanian, kotoran hewan dan sisa tumbuhan dan hewan yang mati. Pencegahanpencemaran posfor dapat dilakukan dengan melarang penggunaan ditergen yangmengandung posfat. Juga dengan mewajibkan pengolahan limbah industridengan
memberikann
air
kapur
atau
aluminium
sulfat
agar
posfatnyamengendapa dan dapat dibuang. Selain itu ada juga yang disebut dengan aspek biokimia pencemaran air.Aspek ini menggunakan dua pengujian yang berhubungan dengan kandunganoksigen dalam air yaitu : a.
Uji BOD (Biochemical Oxygen Demand Test = uji kebutuhan
oksigenbiokimia). b.
Uji COD (Chemical Oxygen Demand = uji kebutuhan oksigen
kimia). 2.4
Proses Pencemaran Logam Berat Dalam Air Air laut adalah suatu komponen yang berinteraksi dengan lingkungan
daratan, di mana buangan limbah dari daratan akan bermuara ke laut. Selain itu air laut juga sebagai tempat penerimaan polutan (bahan cemar) yang jatuh dari atmosfir. Limbah tersebut yang mengandung polutan kemudian masuk ke dalam ekosistem perairanpantai dan laut. Sebagian larut dalam air, sebagian tenggelam ke dasar danterkonsentrasi ke sedimen, dan sebagian masuk ke dalam jaringan tubuh organismelaut (termasuk fitoplankton, ikan, udang, cumi-cumi, kerang, rumput laut dan lain-lain). Kemudian, polutan tersebut yang masuk ke air diserap
KIMIA LINGKUNGAN
9
langsung olehfitoplankton.Fitoplankton adalah produsen dan sebagai tropik level pertama dalamrantai makanan. Kemudian fitoplankton dimakan zooplankton. Konsentrasi polutan dalam tubuh zooplankton lebih tinggi dibanding dalam tubuh fitoplankton karenazooplankton memangsa fitoplankton sebanyakbanyaknya. Fitoplankton danzooplankton dimakan oleh ikan-ikan planktivores (pemakan plankton) sebagai tropik level kedua. Ikan planktivores dimangsa oleh ikan karnivores (pemakan ikan atauhewan) sebagai tropik level ketiga, selanjutnya dimangsa oleh ikan predator sebagaitropik level tertinggi.Ikan predator dan ikan yang berumur panjang mengandungkonsentrasi polutan dalam tubuhnya paling tinggi di antara seluruh organisme laut.Kerang juga mengandung logam berat yang tinggi karena cara makannya denganmenyaring air masuk ke dalam insangnya setiap saat dan fitoplankton ikut tertelan.Polutan ikut masuk ke dalam tubuhnya dan terakumulasi terus-menerus dan bahkan bisa melebihi konsentrasi yang di air. Polutan tersebut mengikuti rantai makanan mulai dari fitoplankton sampai ikan predator dan pada akhirnya sampai ke manusia. Bila polutan ini berada dalam jaringan tubuh organisme laut tersebut dalam konsentrasi yang tinggi, kemudian dijadikan sebagai bahan makanan maka akan berbahaya bagi kesehatan manusia. Karena kesehatan manusia sangat dipengaruhi oleh makanan yang dimakan. Makanan yang berasal dari daerah tercemarkemungkinan besar juga tercemar. Demikian juga makanan laut (seafood) yangberasal dari pantai dan laut yang tercemar juga mengandung bahan polutan yangtinggi. Salah satu polutan yang paling berbahaya bagi kesehatan manusia adalahlogam berat. WHO (World Health Organization) atau Organisasi Kesehatan Duniadan FAO (Food Agriculture Organization) atau Organisasi Pangan Dunia merekomendasikan untuk tidak mengonsumsi makanan laut (seafood) yang tercemarlogam berat. Logam berat telah lama dikenal sebagai suatu elemen yang mempunyaidaya racun yang sangat potensil dan memiliki kemampuan terakumulasi dalam organtubuh manusia. Bahkan tidak sedikit yang menyebabkan kematian. 2.5
Beberapa logam berat yang berbahaya a.
Mercury
KIMIA LINGKUNGAN
10
Air Raksa atau Mercury (Hg) adalah salah satu logam berat dalam bentuk cair.Terjadinya pencemaran mercury di perairan laut lebih banyak disebabkan oleh faktormanusia dibanding faktor alam. Meskipun pencemaran mercury dapat terjadi secaraalami tetapi kadarnya sangat kecil. Pencemaran mercury secara besar-besarandisebabkan karena limbah yang dibuang oleh manusia. Manusia telah menggunakanmercury oksida (HgO) dan mercury sulfida (HgS) sebagai zat pewarna dan bahankosmetik sejak jaman dulu. Dewasa ini mercury telah digunakan secara meluas dalamproduk elektronik, industri pembuatan cat, pembuatan gigi palsu, peleburan emas,sebagai katalisator, dan lain-lain. Penggunaan mercury sebagai elektroda dalampembuatan soda api dalam industri makanan seperti minyak goreng, produk susu,kertas tima, pembungkus makanan juga kadang mencemari makanan tersebut.Pencemaran logam mercury (Hg) mulai mendapat perhatian sejak munculnya kasusminamata di Jepang pada tahun 1953. Pada saat itu banyak orang mengalami penyakityang mematikan akibat mengonsumsi ikan, kerang, udang dan makanan laut lainnyayang mengandung mercury. Kasus minamata yang terjadi dari tahun 1953 sampai1975 telah menyebabkan ribuan orang meninggal dunia akibat pencemaran mercurydi Teluk Minamata Jepang. Industri Kimia Chisso menggunakan mercury khlorida(HgCl2) sebagai katalisator dalam memproduksi acetaldehyde sintesis di mana setiap memproduksi satu ton acetaldehyde menghasilkan limbah antara 30-100 gr mercurydalam bentuk methyl mercury (CH3Hg) yang dibuang ke laut Teluk Minamata. Methyl mercury ini masuk ke dalam tubuh organisme laut baik secaralangsung dari air maupun mengikuti rantai makanan. Kemudian mencapai konsentrasiyang tinggi pada daging kerang-kerangan, crustacea dan ikan yang merupakankonsumsi sehari-hari bagi masyarakat Minamata. Konsentrasi atau kandunganmercury dalam rambut beberapa pasien di rumah sakit Minamata mencapai lebih 500ppm. Masyarakat Minamata yang mengonsumsi makanan laut yang tercemar tersebutdalam jumlah banyak telah terserang penyakit syaraf, lumpuh, kehilangan inderaperasa dan bahkan banyak yang meninggal dunia.
KIMIA LINGKUNGAN
11
b. Kadmium Kadmium (Cd) menjadi populer sebagai logam berat yang berbahaya setelahtimbulnya pencemaran sungai di wilayah Kumamoto Jepang yang menyebabkankeracunan pada manusia. Pencemaran kadmium pada air minum di Jepang menyebabkan penyakit “itai”. Gejalanya ditandai dengan ketidak normalan tulangdan beberapa organ tubuh menjadi mati. Keracunan kronis yang disebabkan oleh Cd adalah kerusakan sistem fisiologis tubuh seperti pada pernapasan, sirkulasi darah,penciuman, serta merusak kelenjar reproduksi, ginjal, jantung dan kerapuhan tulang. Kadmium telah digunakan secara meluas pada berbagai industri antara lainpelapisan logam, peleburan logam, pewarnaan, baterai, minyak pelumas, bahan bakar.Bahan bakar dan minyak pelumas mengandung Cd sampai 0,5 ppm, batubaramengandung Cd sampai 2 ppm, pupuk superpospat juga mengandung Cd bahkan adayang sampai 170 ppm. Limbah cair dari industri dan pembuangan minyak pelumasbekas yang mengandung Cd masuk ke dalam perairan laut serta sisa-sisa pembakaranbahan bakar yang terlepas ke atmosfir dan selanjutnya jatuh masuk ke laut. Konsentrasi Cd pada air laut yang tidak tercemar adalah kurang dari 1 mg/l ataukurang dari 1 mg/kg sedimen laut.Konsentrasi Cd maksimum dalam air minum yangdiperbolehkan oleh Depkes RI dan WHO adalah 0,01,mg/l. Sementara batasmaksimum konsentrasi atau kandungan Cd pada daging makanan laut yang layak bagikesehatan yang direkomendasikan FAO dan WHO adalah lebih kecil dari 0,95 mg/kg. Sebaliknya Dirjen Pengawasan Obat dan Makanan merekomendasikan tidak lebihdari 2,0 mg/kg. c
Timbal
Timbal (Pb) juga salah satu logam berat yang mempunyai daya toksitas yangtinggi terhadap manusia karena dapat merusak perkembangan otak pada anak-anak,menyebabkan penyumbatan sel-sel darah merah, anemia dan mempengaruhi anggotatubuh lainnya. Pb dapat diakumulasi langsung dari air dan dari sedimen olehorganisme laut. Dewasa ini pelepasan Pb ke atmosfir meningkat tajam akibatpembakaran minyak dan gas bumi yang turut menyumbang pembuangan Pb keatmosfir. Selanjutnya Pb tersebut jatuh ke laut mengikuti air
KIMIA LINGKUNGAN
12
hujan. Dengan kejadiantersebut maka banyak negara di dunia mengurangi tetraeil Pb pada minyak bumi dangas alam untuk mengurangi pencemaran Pb di atmosfir. d
Arsen
Intoksikasi tubuh manusia terhadap arsenik (As), dapat berakibat buruk terhadap mata, kulit, darah , dan liver. Efek Arsenic terhadap mata adalah gangguan penglihatan dan kontraksi mata pada bagian perifer sehingga mengganggu daya pandang (visual fields) mata. Pada kulit menyebabkan berwarna gelap (hiperpigmentasi), penebalan kulit (hiperkeratosis), timbul seperti bubul (clavus), infeksi kulit (dermatitis) dan mempunyai efek pencetus kanker (carcinogenic). Pada darah, menyebabkan
kegagalan fungsi sungsum tulang dan
terjadinya pancytopenia (yaitu menurunnya jumlah sel darah perifer). Pada liver, mempunyai efek yang signifikan pada paparan yang cukup lama (paparan kronis), berupa meningkatnya
aktifitas enzim pada liver (enzim
SGOT, SGPT, gamma GT), ichterus (penyakit kuning), liver cirrhosis (jaringan hati berubah menjadi jaringan ikat dan ascites (tertimbunnya cairan dalam ruang perut). Pada
ginjal, Arsen (As) akan menyebabkan kerusakan ginjal berupa
renal damage (terjadi pernafasan, akan
ichemia
and
menyebabkan
kerusakan
timbulnya
jaringan).
laryngitis
Pada
(infeksi
saluran laryng),
bronchitis (infeksi bronkus) dan dapat pula menyebabkan kanker paru. Pada pembuluh darah, logam berat Arsen dapat menganggu fungsi pembuluh darah, sehingga dapat mengakibatkan penyakit arteriosclerosis (rusaknya
pembuluh
darah),
portal
hypertention (hipertensi oleh karena
faktor pembuluh darah potal), oedema paru dan penyakit pembuluh darah perifer (varises, penyakit burger). Pada
sistem
reproduksi,
efek
arsen
terhadap
fungsi reproduksi
biasanya fatal dan dapat pula berupa cacat bayi waktu dilahirkan, lazim disebut effek malformasi. Pada sistem immunologi, terjadi penurunan daya
KIMIA LINGKUNGAN
13
tahan tubuh/ penurunan kekebalan, akibat nya peka terhadap bahan karsinogen (pencetus kanker) dan infeksi virus. Pada
sistem
sel,
efek
terhadap
sel
mengakibatkan
rusaknya
mitochondria dalam inti sel menyebabkan turunnya energi sel dan sel dapat mati. Pada
Gastrointestinal
(saluran
pencernaan) ,
Arsen
akan menyebabkan
perasaan mual dan muntah, serta nyeri perut, mual (nausea) dan muntah (vomiting). e
Kromium
Keracunan tubuh manusia terhadap chromium (Cr), dapat berakibat buruk terhadap saluran pernafa san, kulit, pembuluh darah dan ginjal. Efek chromium (Cr) terhadap s istem saluran pernafasan (Respiratory sistem effects), berupa anker paru dan ulkus kronis/ perforasi pada
septum nasal.
Pada kulit (Skin effects), berupa ulkus kronis pada permukaan kulit. Pada pembuluh darah (Vascular effects), berupa penebalan oleh plag pada pembuluh aorta (Atherosclerotic aortic plaque). Sedangkan pada ginjal (Kidney effects), kelainan berupa nekrosis tubulus ginjal. f
Klor
Kadar Cl yang berlebihan akan menyebabkan rasa asin dan korosif pada logam. g
Flour
Beriklim hangat konsentrasi fluor MenurutNpedoman WHO yang dikeluarkan tahun 1984, untuk wilayah yang optimal dalam airminum sebaiknya masih dibawah 1 mg/liter atau 1 ppm (parts per million). Sementara di wilayah yang iklimnya lebih dingin, konsentrasinya 1, 2 ppm. Mengapa perbedaan iklim mempengaruhi jumlah fluor yang sebaiknya dikonsumsi. Karen adalam cuaca panas, tubuh kita mengeluarkan lebih banyak keringat sehingga perlu minum lebih banyak, karenaitu konsentrasi dalam air minum yang dikonsumsi seharusnya ditentukan lebih rendah.
KIMIA LINGKUNGAN
14
Berdasarkan pedoman WHO juga diketahui bahwa batas ataskan dungan fluor dalam air minum yang diperbolehkan adalah 1,5 ppm, namunti dak bersifat universal. Di India, yang banyakdijumpaikasus fluorosis, padatahun 1998 telah menetapkan bata satas yang diperbolehkanhanya 1 ppm. Pada tahun 1999, HUMO membuat tulisan tentang bahaya fluorida (Nurno Nr,17/33059, April 20, 1999). Pada saat itu reaksinya cukup banyak, khususnya dari para dokter gigi yang meski tidak diragukan berniat baik, tetapi memberi argument para pendukung pemakai fluorida. Namun selama ini setidaknya dua belas pemenang Nobel di bidang kedokteran dan kimia telah memberi peringatan sehubungan risiko kesehatan yang ditimbulkannya. Memberikan fluorida kepada anak-anak bukan saja tidak bermanfaat tetapi berbahaya. Fluorida sangat reaktif dan mampu menembus hinggake dalamtulangdan set tempat substansi terakumulasi. Memang permukaan gigi menjadi lebih keras, namun gigi itu sendiri menjadi lebih rapuh. Fluorosis yang mengancam kesehatan inimemiliki efekakut dan kronis.Efekakut yang ada terjadi padakonsumsi air minumdari air sumur yang belumdiuji di India Tengah, memilikikadarfluortinggiyaitusekitar 38 ppm dan mengakibatkan
kematian
deritaartritisparah.
massal
–puluhanjuta
Kemudianterdapatefekkronis,
orang-
karenamen
yaituretakpanggul,
kanker,
infeltirasi, kerusakan otak, dan Alzheimer. Dari berbagai uji toksisitas yang telah dilakukan banyak sekali fakta bahwa fluorida sangat membahayakan pengguna. Penyakitretak panggul terjadi karena meminum air yang mengandungfluor yang mampu meningkatkan risiko retak panggulhingg adua kali lipat bagi pria dan wanaita lanjut usia hanyadengan 0.1 ppm kandungan fluor konsumsitiapsaat. Studi yang dilakukan National Cancer Institute Toxicological Program menemukan
bahwa
fluorida
bisa
digolongkan
sebagai
karsinogen,
KepalaKimiawan di National Cancer Institute AS, melaporkan setidaknya 40.000 kematian akibatkan kerkarena fluori daada tahun 1988. Ilmuwan FDA (Food and Drug Administration) melaporkan adanya korelasi kuat antara penurunan
KIMIA LINGKUNGAN
15
tingkatfertiitaswanitadalamrentangusis
10-49
tahundenganpeningkatan
level
fluorida.TerakhirpenelitianVarnier J A yang dilaporkandalam Wall Street Journal menyebutkanbahwafluoridamenyebabkankerusakanotakdanmalfungsikoordinasitu buhsetelahtermagnifikasi. Kelebihan kadar flourida pada air akan menyebakan kerusakan pada gigi ( carries gigi ).
Pada Manusia bahaya yang Dapat Ditimbulkan oleh Logam Berat di dalam Tubuh Manusia : 1
Barium (Ba): Dalam bentuk serbuk, mudah terbakar pada temperatur ruang.Jangka
panjang,
menyebabkan
naiknya
tekanan
darah
dan
terganggunyasistem syaraf. Cadmium (Cd): Dalam bentuk serbuk mudah terbakar. Beracun jika terhirupdari udara atau uap.Dapat menyebabkan kanker.Larutan dari kadmium sangatberacun. Jangka panjang, terakumulasi di hati, pankreas, ginjal dan tiroid,dicurigai dapat menyebabkan hipertensi. 2.6
Menaggulangi Pencemaran Logam Berat Pengolahan
limbah
industri
sebelum
dibuang
ke
tempat
pembuangan,dialirkan ke sungai atau selokan hendaknya dikumpulkan di suatu tempat yangdisediakan, kemudian diolah, agar bila terpaksa harus dibuang ke sungai tidak menyebabkan terjadinya pencemaran air. Bahkan kalau dapat setelah diolah tidak dibuang ke sungai melainkan dapat digunakan lagi untuk keperluan industri sendiri.Pencemaran air yang telah terjadi secara alami misalnya adanya jumlahlogam-logam berat yang masuk dan menumpuk dalam tubuh manusia, logam berat inidapat meracuni organ tubuh melalui pencernaan karena tubuh memakan tumbuh-tumbuhan yang mengandung logam berat meskipun diperlukan dalam jumlah kecil.Penumpukan logam-logam berat ini terjadi dalam tumbuh-
KIMIA LINGKUNGAN
16
tumbuhan karena terkontaminasi oleh limbah industri. Untuk menanggulangi agar tidak terjadipenumpukan logam-logam berat, maka limbah industri hendaknya dilakukanpengolahan sebelum dibuang ke lingkungan.Proses pencegahan terjadinya pencemaran lebih baik daripada prosespenanggulangan terhadap pencemaran yang telah terjadi.Usaha-usaha tersebut dapatdilakukan, diantaranya melalui menjaga air tanah agar tetap bersih misalnya : ;
Menempatkan daerah industri atau pabrik jauh dari daerah perumahan ataupemukiman
;
Pembuangan limbah industri diatur sehingga tidak mencermari lingkungan atauekosistem
;
Pengawasan terhadap penggunaan jenis
;
jenis pestisida dan zat
;
zat kimia lainyang dapat menimbulkan pencemaran
;
Memperluas gerakan penghijauan
;
Tindakan tegas terhadap perilaku pencemaran lingkungan
;
Memberikan kesadaran terhadap masyaratkat tentang arti lingkungan hidupsehingga manusia lebih lebih mencintai lingkungan hidupnya Melakukan intensifikasi pertanianPencegahan adalah lebih baik dari
pengobatan. Artinya, ini kembali pada soalkoordinasi unsur-unsur masyarakat terkait. Khususnya untuk kasus PETI(Penambangan Emas Tanpa Izin), kebijakan publik, Gubernur, Bupati, danDepartemen Pertambangan sangat menentukan dalam mengurangi pencemaransungai. Hal ini bisa dilakukan dengan memberikan penyuluhan-penyuluhan
padamasyarakat penambang.Peran
pemerintah
untuk
melakukan AMDAL terhadap suatu perusahaan yangmenggunakan air raksa harus dilakukan dengan benar dan sanksi yang tegas apabilaAMDALnya membahayakan kesehatan manusia dan lingkungan.Pengendalian/penanggulangan pencemaran air di Indonesia telah diaturmelalui Peraturan Pemerintah Nomor 82 tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas danPengendalian Pencemaran Air.Salah satu upaya serius yang telah dilakukan Pemerintah dalam pengendalianpencemaran air adalah melalui Program Kali Bersih (PROKASIH)
KIMIA LINGKUNGAN
17
Pada prinsipnya ada 2 (dua) usaha untuk menanggulangi pencemaran, yaitupenanggulangan secara non-teknis dan secara teknis. Penanggulangan secara nonteknis yaitu suatu usaha untuk mengurangi pencemaran lingkungan dengan caramenciptakan peraturan perundangan yang dapat merencanakan, mengatur danmengawasi segala macam bentuk kegiatan industri dan teknologi sehingga tidak terjadi
pencemaran.
Peraturan
perundangan
ini
hendaknya
dapat
memberikangambaran secara jelas tentang kegiatan industri yang akan dilaksanakan, misalnyameliputi AMDAL, pengaturan dan pengawasan kegiatan dan menanamkan perilakudisiplin. Sedangkan penanggulangan secara teknis bersumber pada perlakuan industriterhadap perlakuan buangannya, misalnya dengan mengubah proses, mengelolalimbah atau menambah alat bantu yang dapat mengurangi pencemaran. 2.7
Contoh Kasus Pencemaran laut.Semua pencemar, baik berasl udara, air dan tanah
seagian besar akantersalurkan air dan masuk ke dalam laut. Penelitian di Kepulauan Seribu menunjukkanbahwa konsentrasi beberapa logam berat sudah melampaui standar yang berlaku. 6 jenis ikan yang biasa di makan turis, ternyata juaga mengandung Cd, Cu, Pb, Zn, danHg dalam konsentrasi yang jauh lebih besar dari yang diperolehkan. Hal inidiperkirakan akibat dari proses biokonsentrasi. Factor biokonsentrasi ( BCF ) yangdiperkirakan untuk logamlogam tersebut sangat bervariasi, muali dari yang terkecil11,20 untuk Pb sampai 65.196.50 untuk Zn ( Kunaefi dan Herto, 2000 ). Patut dicatatdisini , bahwa Teluk Jakarta menerima air dari 13 sungai. Sekalipun demikian, belumada peraturan yang menentukan bagian laut mana saja yang boleh dieksploitasiproduknya, sehingga tidak meracuni mayarakat. Penelitian lain di Pantai UtaraTangerang yang menerima air 12 sungai, menunjukkan kualitas air sudah tidak lagimemenuhi syarat bagi perikanan, biota laut, dan pariwisata ( berenang dan menyelam), standar yang berlaku telah di lampaui sebanyak 45% sampai 91 % ( Djuangsih,2000 )
KIMIA LINGKUNGAN
18
2.8
Pembahasan Kasus Analisa Kasus Di Kepulauan Seribu, konsentrasi beberapa logam berat
sudah melampauistandar yang berlaku dan sebagian besar tersalurkan air ke dalam laut. Dampak KasusKepulauan Seribu menunjukkan bahwa konsentrasi beberapa logam beratsudah melampaui standar yang berlaku. 6 jenis ikan yang biasa di makan turis, ternyata juaga mengandung Cd, Cu, Pb, Zn, dan Hg dalam konsentrasi yang jauhlebih besar dari yang diperolehkan. Hal ini diperkirakan akibat dari prosesbiokonsentrasi.Sehingga kualitas air sudah tidak lagi memenuhi syarat bagi perikanan, biotalaut, dan pariwisata ( berenang dan menyelam ), standar yang berlaku telah dilampaui. Pengendalian dari kasusUntuk logam-logam berat seperti Hg, Cd, Cu, Zn, Pb, dan lain-lain dalampemakaiannya diperhatikan menurut standar yang berlaku dan limbah yangdihasilkan diolah melalui pengolahan sehingga tidak mencemari lingkungankhususnya air. Dan untuk masyarakat yang mengalami keracunan seharusnya ditindak lanjuti lebih dini. a
Contoh Kasus Timbal
Faktor yang Mempengaruhi Toksisitas Timbal Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kerentanan tubuh terhadap logam berat, khususnya Pb adalah nutrisi, kehamilan dan umur. Kurang gizi akan meningkatkan kadar Pb yang bebas dalam darah. Kadar Ca dan Fe yang tinggi dalam makanan akan menurunkan penyerapan Pb, dan bila tubuh kekurangan Ca dan Fe, penyerapan Pb akan meningkat. Dinyatakan pula defisiensi Fe dan Pb akan menyebabkan gangguan ekskresi Pb dari tulang, sehingga meningkatnya kadaar pada jaringan lunak dan juga menyebabkan hemotoksisitas. Hal ini disebabkan Pb dapat menghambat kerja enzim yang diperlukan untuk pembentukan hemoglobin (Dewi dan Saeni, 2010). Ada beberapa faktor yang mempengaruhi aktivitas keracunan setiap jenis logam berat, antara lain: bentuk senyawa dari logam berat itu, daya kelarutannya dalam cairan, ukuran partikel dan beberapa sifat kimia dan fisika lainnya. Dalam
KIMIA LINGKUNGAN
19
beberapa kasus, logam berat biasanya menyerang jaringan syaraf atau menghambat aktivitas enzimatik melalui reaksi biokimia.Tetapi, lebih sering logam berat ini merusak organ-organ detoksikasi dan ekskresi, yaitu hati dan ginjal, sehingga organ-organ ini harus selalu dimonitor untuk mengetahui derajat keracunan terhadap logam berat (Hammond, 1979 dalam Darmono 1983). Faktor yang mempengaruhi toksisitas bahan kimia pada manusia adalah: a
Sifat fisik
b
Sifat kimia
c
Cara masuk kedalam tubuh
d
Faktor individu (usia, jenis kelamin, ras, status gizi, kesehatan,
faktor genetic dan kebiasaan lain. Misalnya merokok dan minum minuan keras) Tempat Kerja Didalam aliran darah, sebagian besar timbal diserap dalam bentuk ikatan dengan eritrosit.Timbale dapat mengganggu enzim oksidase dan akibatnya menghambat sistem metabolism sel, salah satu diantaranya adalah menghambat sintesis Hb dalam sumsum tulang.Timbal menghambat enzim sulfidril untuk mengikat delta-amnolevulinik acid (ALA) menjadi porprobilinogen, serta protoforvirin IX menjadi Hb. Hal ini menyebabkan anemia dan adanya basofilik stipling dari eritrosit yang merupakan cirri khas keracunan timbale.Basofilik stipling reteni dari DNA ribosoma dalam sitoplasma eritrosit sehingga mengganggu sintesis protein. Timbal mengganggu sistem sintesis Hb dengan cara menghambat konversidelta aminolevulinik acid (delta ALAD) menjadi forfobilinogen dan menghambatkorporasi dari Fe ke protoporfirin IX untuk membentuk Hb, dengan cara menghambatenzim delta aminolevulinik acid dehidratase (delta ALAD) dan feroketalase yangakhirnya meningkatkan ekskresi koproporfirin dalam urin dan delta ALA sertamensintesis Hb. Kompensasi penurunan sintesis Hb karena terhambat timbal adalah peningkatan produksi erithrofoesis. Sel darah merah muda (retikulosit) dan sel stipel kemudian dibebaskan. Ditemukannya sel stipel basofil (basophilic stipping) merupakan gejala dari adanya gangguan metabolik dari pembentukan Hb. Hal ini terjadi karena adanya tanda - tanda keracunan Pb.
KIMIA LINGKUNGAN
20
Sel darah merah gagal untuk menjadi dewasa dan sel tersebut menyisakan organel yang biasanya menghilang pada proses kedewasaan sel, akhirnya poliribosoma ireguler pada agregat RNA membentuk sel stipel (Sudarwin, 2008). Absorbsi Timbal dalam Tubuh Timbal masuk ke dalam tubuh terutama melalui saluran pencernaan dari makanan dan minuman, tetapi dapat juga melalui pernafasan atau kulit dari udara yang terdcemar timbal. Semua bahan pangan mengandung timbal dalam konsentasi yang kecil dan dalam proses mempersiapkan makanan mungkin timbal akan bertambah (Fardiaz, 1995). Berikut ini salah satu mekanisme intake manusia terhadap logam berat termasuk Timbal/Timah hitam (Pb):
Penyerapan Timbal dapat melalui inhalasi debu timbal atau benda berbahan timbal lainnya.Partikel yang mudah larut menyebabkan absorbsi di paru berlangsung cepat dan luas.Paparan inhalasi umumnya terjadi pada kawasan industri. Paparan pada daerah non-industri terjadi terutama melalui pencernaan,
KIMIA LINGKUNGAN
21
terutama pada anak-anak yang mengabsorbsi 45-50% timbal larut dibandingkan pada orang dewasa yang hanya sekitar 10-15%. Partikel yang diabsorbsi secara inhalasi dengan ukuran <0,5 1>2500 mcg/m3) ditemui selama peledakan, pengelasan dan pembakaran potongan logam yang permukaannya dilapisi cat yang berbahan dasar timbal menyebabkan intoksikasi timbal simptomatik dalam satu hari sampai beberapa minggu. OSHA menyatakan level paparan yang diizinkan (PEL) untuk debu atau asap timbal inorganik adalah 50 mcg/m3 selama 8 jam. Level yang berbahaya bagi kesehatan dan mengancam jiwa(IDHL) adalah 100 mg/m3. Absorsbi zat– zat kimia oleh tubuh dapat melalui saluran pernapasan, saluran pencernaan dan kulit. Keracunan zat – zat kimia melaui saluran pernafasan (inhalasi) adalah yang terpenting dan yang saling sering terjadi ditempat – tempat kerja, yang terjadi adalah karena absorbsi saluran pernafasan lebih baik daripada absorsi saluran pencernaan. a
Absorbsi Melalui Saluran Pernafasan.
Zat- zat kimia yang terhirup dan menyebabkan keracunan dapat digolongkan menjadi kelompok gas, uap dan mist, serta zat padat. Gas –gas, uap – uap dan mist (kabut) setelah diserap oleh paru – paru akan masuk kedalam aliran darah dan kemudian didistribusikan ke bagian – bagian / organ –organ tubuh lainnya. Gas – gas iritan yang mudah larut dalam airakan menyebabkan iritasi ini dapat timbul segera setelah inhalasi gas – gas tersebut. Sedangkan gas tidak mudah larut dalam air akan mengadakan iritasi pada saluran pernafasan bagian bawah, dan iritasi biasanya timbul beberapa jam setelah pemaparan (peradangan paru yang akut dan sembab paru). Gas – gas, uap-uap dan mists yang mudah larut dalam lemak dapat diserap melalui kapiler – kapiler pembuluh darah yang terdapat disekitar alveoli dan selanjutnya zat – zat tersebut dari aliran darah akan menuju ke binding sites yakni jaringan lemak (Fat Depots) yang mempunyai afinitas khusus terhadap gas-gas, uap-uap atau mists tersebut. b
Absorbsi Melaui Saluran Pencernaan
Adapun proses biotransformasi dengan jalur pencernaan adalah dipengaruhi oleh faktor dibawah ini :
KIMIA LINGKUNGAN
22
;
Pengosongan lambung mampu mengurangi absorbsi senyawa kimia
;
Peristaltik usus yang meningkat akan menghambat absorbsi zat kimia melalui usus
;
Getah lambung dan pankreas mampu menghidrolisis dan mereduksi zat – zat kimia berbahaya, dan [proses detoksikan menyebabkan absorbsi zat – zat kimia kimia ke dalam darah menjadi kurang efisien dan selektif
;
Makanan dan cairan yang terdapat dalam saluran pencernaan dapat mengencerkan toksin dan membentuk kompleks zat kimia yang mudah larut air
c
Absorbsi Zat Kimia Melalui Kulit
Apabila terjadi kontak dengan bahan kimiayang banyak terjadi adalah: ;
Kulit (lemak dan keringat) berfungsi sebagai barier
;
Zat kimia akan bereaksi dengan permukaan kulit dan menyebabkan iritasi primer (asam dan basa kuat serts pelarut organik).
;
Zat kimia akan menembus kulit dan menyebabkan sensitasi pada kulit
;
Zat kimia akan menembus kulit dan kemudia masuk kedalam aliran darah dan selanjutnya akan menimbulkan efek sistemik. Batas toksik dan anjuran/batas aman “intake” logam berat Arsen
(As), Kadmium (Cd), Timbal/lead (Pb) dan Zink (Zn) dalam tubuh manusia adalah sebagai berikut:
Proses Biotransformasi Logam Berat (Pb) Logam berat masuk ke tubuh manusia melewati rantai pangan pendek (hewan - manusia) atau lewat rantai pangan panjang (tanaman – hewan- manusia) yang disebut pencemaran dakhil(Notohadiprawira,1995). Disamping melalui mulut dari makanan dan minuman, unsur logam berat juga dapat masuk ke dalam tubuh melalui pernafasan dan kulit. Logam berat
KIMIA LINGKUNGAN
23
mempunyai afinitas yang tinggi terhadap senyawa – senyawa sulfida, seperti sulfihidril (-SH) dan disulfida (-S-S)(Petruci,1992). Gugus ini banyak terdapat dalam enzim, sehingga dengan terkaitnya logam berat pada gugus ini, logam berat dapat menghambat kerja enzim tertentu. Timbal disebut juga sebagai timah hitam, banyak digunakan dalam industri kabel, batrei, cat (sebagai warnanya), dalam penyepuhan, dalam pestisida, dan yang paling banyak ditambahkan pada bensin. Laidler (1991) menyatakan didalam bensin timbal ditambahkan dalam bentuk timbal tetra etil (TEL) dengan rumus molekul (C2H5)4-Pb atau dalam bentuk timbal tetra metil dengan rumus molekul (CH3)4-Pb. Keracunan timah hitam sering terjadi pada hewan ruminansia yang merumput di daerah tercemar (Humphreys, 1980). Racun timah hitam ini biasanya mempengaruhi sistem syaraf, ginjal dan . pembentuk darah, sehingga hewan akan mengalami sakit perut (kolik) yang hebat, anemia, anoreksia, kebutaan, konvulsi dan diarrhea, yang kemudian berakhir dengan kematian (Bartic dan Piskoc, 1981). Adanya kontaminasi timbal dalam tubuh dapat diketahui melalui pengukuran kadar timbal dalam darah, gigi, dan rambut. Selain dari makanan, udara, dan air, timbal dalam rambut dapat berasal dari cat rambut yang mengandung timbal asetat dan dapat berasal dari debu (Cohen dan Ros, 1991). Proses Biotransformasi adalah proses transpormasi metabolik dimana zat kimia dirubah menjadi zat derifat lain (Metabolit) dalam tubuh manusia. Proses ini umumnya menyebabkan terbentuknya metabolit yang mudah larut air., dan tidak mudah larut lemak, dan memiliki kepolaran yang tinggi sehingga mudah di ekskresikan oleh tubuh. Biotransformasi umumnya menghasilkan metabolit yang kurang toksik. Transformasi metabolik dapat dibagi menjadi emapat kategori diantaranya Oksidasi, Reduksi,Hidrolisis dan Konjugasi. Fase tersebut dikenal dengan fase pertama dari biotransformasi. Fase pertama adalah meningkatkan polaritas senyawa toksik sehingga kelarutannya pada air akan meningkat. Selain itu jufga adanya fase roaksi oksidatif yang bertujuan untuk menambaha kereaktivan senyawa toksik. Tujuan pereaktivan senyawa toksik adalah dengan
KIMIA LINGKUNGAN
24
mempermudah keterikatannya dengan senyawa anti oksidan yang mampu meningkatkan ROX. Fase kedua adalah proses konjugasi, merupakan satu – satunya reaksi biotransformasi yang terjadi di dalam tubuh. Pada reaksi konjugasi grup – grup polar akan di tambahkan pada hasil reaksi pada fase satu. Oksidasi merupakan reaksi biotransformasi yang paling penting. Terdapat dua macam reaksi oksidasi yaitu penambahan oksigen secara langsung pada unsur – unsur carbon, sulfur, nitrogen, melalui proses Dehidrogenasi. Kebanyakan dari reaksi – reaksi ini memerlukan enzim – enzim mikrosomal dan juga oksidase – oksidase yang terdapat dalam sitoplasma dan mitokondria. Peranan Reduksi dalam biotransformasi umumnya adalah kurang begitu penting. Pewarna sintetik umumya sulit umtuk dilakukan proses metabolit yang menjadikannya kurang toksik. Selain itu juga apabila akumulasi pada tubuh semakin meningkat maka seberapa besar kemampuan tubuh dalam mengubah tingkat toksisitasnya masih kurang. Adapun faktor – faktor yang mempengaruhi proses biotransformasi adalah : status kesehatan, usia, gizi,. Deposit Organ dan Efek Pb terhadap Kesehatan Penimbunan zat-zat kimia (Chemical Storage) dalam jaringan/organ tubuh dapat terjadi di jaringan atau organ dimana efek zat – zat kimia akan terlihat. Pada kasus timah hitam (Pb) dalam tubuh akan ditimbun dalam tulang tetapi manifestasi efek toksiknya akan terlihat pada jaringan – jaringan lunak (syaraf, ginjal, dan lain- lain). Salah satu storage depot yang penting adalah jaringan lemak (Adipose Tissue). Pada jaringan atau organ tubuh logam Pb akan terakumulasi pada tulang. Karena dalam bentuk ion Pb2+, logam ini mampu menggantikan keberadaan ion Ca2+ (kalsium) yang terdapat pada jaringan tulang. Disamping itu pada wanita hamil logam Pb dapat dapat melewati plasenta dan kemudian akan ikut masuk dalam sistem peredaran darah janin dan selanjutnya setelah bayi lahir Pb akan dikeluarkan bersama air susu. Meskipun jumlah Pb yang diserap oleh tubuh hanya sedikit ternyata logam Pb ini sangat berbahaya. Hal itu disebabkan senyawa-
KIMIA LINGKUNGAN
25
senyawa Pb dapat memberikan efek racun terhadap berbagai macam fungsi organ tubuh. Pb sebagai gas buang kendaraan bermotor dapat membahayakan kesehatan dan merusak lingkungan. Pb yang terhirup oleh manusia setiap hari akan diserap, disimpan dan kemudian ditampung dalam darah. Bentuk kimia Pb merupakan faktor penting yang mempengaruhi sifat-sifat Pb di dalam tubuh.Komponen Pb organik misalnya tetraethil Pb segara dapat terabsorbsi oleh tubuh melalui kulit dan membran mukosa.Pb organik diabsorbsi terutama melalui saluran pencernaan dan pernafasan dan merupakan sumber Pb utama di dalam tubuh. Tidak semua Pb yang terisap atau tertelan ke dalam tubuh akan tertinggal di dalam tubuh. Kira-kira 5-10 % dari jumlah yang tertelan akan diabsorbsi melalui saluran pencernaan, dan kira-kira 30 % dari jumlah yang terisap melalui hidung akan diabsorbsi melalui saluran pernafasan akan tinggal di dalam tubuh karena dipengaruhi oleh ukuran partikel-partikelnya. Dampak dari timbal sendiri sangat mengerikan bagi manusia, utamanya bagi anak-anak. Di antaranya adalah mempengaruhi fungsi kognitif, kemampuan belajar,
memendekkan
tinggi
badan,
penurunan
fungsi
pendengaran,
mempengaruhi perilaku dan intelejensia, merusak fungsi organ tubuh, seperti ginjal, sistem syaraf, dan reproduksi, meningkatkan tekanan darah dan mempengaruhi perkembangan otak. Dapat pula menimbulkan anemia dan bagi wanita hamil yang terpajan timbal akan mengenai anak yang disusuinya dan terakumulasi dalam ASI. Paparan bahan tercemar Pb dapat menyebabkan gangguanpada organ sebagai berikut : ;
Gangguan neurologi Gangguan neurologi (susunan syaraf) akibat tercemar oleh Pb
dapat berupa encephalopathy, ataxia, stupor dan coma. Pada anak-anak dapat menimbulkan kejang tubuh dan neuropathy perifer. ;
Gangguan terhadap fungsi ginjal Logam berat Pb dapat menyebabkan tidak berfungsinya tubulus
renal, nephropati irreversible, sclerosis va skuler, sel tubulusatropi, fibrosis dan
KIMIA LINGKUNGAN
26
sclerosis glumerolus. Akibatnya dapat menimbulkan aminoaciduria dan glukosuria, dan jika paparannya terus berlanjut dapat terjadi nefritis kronis. ;
Gangguan terhadap sistem reproduksi Logam berat Pb dapat menyebabkan gangguan pada sistem
reproduksi berupa keguguran, kesakitan dan kematian janin. Logam berat Pb mempunyai efek racun terhadap gamet dan dapat menyebabkan cacat kromosom ;
Gangguan terhadap sistem hemopoitik Keracunan Pb dapat dapat menyebabkan terjadinya anemia akibat
penurunan sintesis globin walaupun tak tampak adanya penurunan kadar zat besi dalam serum. Anemia ringan yang terjadi disertai dengan sedikit peningkatan kadar ALA ( Amino Levulinic Acid) urine. Pada anak – anak juga terjadi peningkatan ALA dalam darah. Efek dominan dari keracunan Pb pada sistem hemopoitik adalah peningkatan ekskresi ALA dan CP (Coproporphyrine). ;
Gangguan terhadap sistem syaraf Efek pencemaran Pb terhadap kerja otak lebih sensitif pada anak-
anak dibandingkan pada orang dewasa. Paparan menahun dengan Pb dapat menyebabkan lead encephalopathy. Gambaran klinis yang timbul adalah rasa malas, gampang tersinggung, sakit kepala, tremor, halusinasi, gampang lupa, sukar konsentrasi dan menurunnya kecerdasan. Pada anak dengan kadar Pb darah (Pb-B) sebesar 40-80 μg/100 ml dapat timbul gejala gangguan hematologis, namun belum tampak adanya gejala lead encephalopathy. Gejala yang timbul pada lead encephalopathy antara lain adalah rasa cangung, mudah tersinggung, dan penurunan pembentukan konsep. Apabila pada masa bayi sudah mulai terpapar oleh Pb, maka pengaruhnya pada profil psikologis dan penampilan pendidikannya akan tampak pada umur sekitar 5-15 tahun. Akan timbul gejala tidak spesifik berupa hiperaktifitas atau gangguan psikologis jika terpapar Pb pada anak berusi 21 bulan sampai 18 tahun. b
Contoh Kasus Merkuri
2,3-dimercapto-succinic acid (DMSA)
KIMIA LINGKUNGAN
27
2,3-dimercapto-succinic acid (DMSA) merupakan senyawa organik yang larut dalam air, yang mengandung dua gugus tiol (-SH). Senyawa ini telah digunakan dalam penanganan keracunan merkuri sejak tahun 1950-an di Jepang, Rusia dan Republik Rakyat China, dan sejak tahun 1970-an digunakan di Eropa dan Amerika Serikat.
Gambar 1. DMSA Senyawa organik yang dikenal juga dengan nama dagang chemet ini merupakan khelator yang efektif dalam penanganan keracunan logam berat seperti timbal, arsen dan merkuri. Serangkaian penelitian menunjukkan bahwa DMSA mampu mengeluarkan 65 % merkuri dari dalam tubuh manusia dalam selang waktu tiga jam (Patrick : 2002) DMSA relatif aman digunakan sebagai khelator. Pada manusia normal, manusia, yang tidak terkontaminasi merkuri, 90 % DMSA yang diabsorbsi tubuh, diekskresikan melalui urin dalam bentuk disulfida dengan gugus thiol sistein. Sedangkan sisanya berada dalam bentuk bebas atau tanpa ikatan dengan gugus lain. Dalam upaya mempercepat proses pengeluaran merkuri dalam tubuh manusia, DMSA dapat digunakan bersamaan dengan khelator lain seperti ALA (Alpha Lipoic Acid). DMSA juga dapat digunakan bersamaan dengan anti oksidan, seperti vitamin E dan vitamin C, dalam upaya mengurangi gangguan kesehatan sebagai akibat pembentukan radikal bebas oleh merkuri. Dalam tubuh, DMSA akan mengikat merkuri yang terikat pada gugus thiol pada sistein dan kemudian nantinya akan dikeluarkan bersama urine.( Khalil : 2011
KIMIA LINGKUNGAN
28
Pada studi epidemiologi ditemukan bahwa keracunan metil dan etil merkuri sebagian besar di sebabkan oleh konsumsi ikan yang di peroleh dari daerah
tercemar
atau
makanan
yang
berbahan
baku tumbuhan
yang
disemprot dengan pestisida jenis fungisida alkil merkuri. Pada tahun 1968 Katsuna melaporkan adanya epidemic keracunan Hg di Teluk Minamata, dan pada tahun 1967 terjadi pencemaran Hg di sungai Agano di Nigata. Pada saat terjadi epidemi, kadar Hg pada ikan di Teluk Minamata sebesar 11 µg/kg berat basah dan di sungai Agano sebesar 10 µg/kg berat basah. Di Irak pada tahun 1971-1972 terjadi keracunan alkil merkuri akibat mengkonsumsi gandum yang disemprot dengan alkil merkuri yang menyebabkan 500 orang meninggal dunia dan 6000 orang masuk rumah sakit. Penelitian Eto (1999), menyimpulkan bahwa efek keracunan Hg tergantung dari kepekaan individu dan faktor genetik. Individu yang peka terhadap
keracunan
Hg
adalah
anak
dalam
kandungan (prenatal), bayi,
anak-anak, dan orang tua. Gejala yang timbul akibat keracunan
Hg
dapat
merupakan gangguan psikologik berupa rasa cemas dan kadang timbul sifat agresi. Berdasarkan temuan Diner dan Brenner (1998) serta Frackelton dan Christensen (1998) dikatakan bahwa diagno se klinis keracunan tidaklah
mudah
dan
sering
dikaburkan
dengan diagnose
Hg
kelainan
psikiatrik dan autisme. Kesukaran diagnose tersebut disebabkan oleh karena panjangnya periode laten dari mulai terpapar sampai timbulnya gejala dan tidak jelasnya bentuk gejala yang timbul, yang mirip dengan kelainan psikiatrik. c
Kasus Flour InsidensiFluorisisgigi di 10 desaIndia Tengah yang ditelitisecararinci,
berkisarantara 22.6%-81.4% padaanak-anakdan 13.8%-70.7% pada orang dewasa, untuklokasi yang sama, apabilakadarfluor rata-rata dalam air diurutdari yang terkecilhingga yang terbesaradalah 1.4 hingga 9.7 ppm, semuanyadiatasstandar yang berlaku, sebesar 1 ppm. Selain Fluorosis gigi, ditemukan juga deformitas
KIMIA LINGKUNGAN
29
kerangka. Penelitian di Indonesia menunjukkanadanya Fluorosis gigi yang ditemukansekitargunungapi. Di Segalaherang, Ciater, sekitar Gunung Tangkuban parahu didapat insiden Fluorosis anak sebesar 41.7% dan sekitar Gunung Ijen di Asembagussebesar 100% (Suwondo, 1979). Ternyatahubunganstatistikkadar F didalam air teh di Segalaherang yang mengandung F sebesar 22.47-2.89 ppm. Dalampenelitian yang sama, ditemukan pula bahwa fluorosis gigianakmulaitampakpada intake F> 1 mg tiaphari (Indah, 1989). Keracunan Fluor akibatemisi F keudara dari berbagai industri seringkali menyebabkan Fluorosis padat ernas. Apabila terjadi patah tulang pada ternak sapi misalnya, maka sapi tersebut terpaksa harus disembelih, karena tidak sanggup lagi berdiri. Keracunan Fluor demikian telah merugikan banyak peternak (Shupe, 1970). Fluorosis yang mengancam kesehatan ini memiliki efek akut dan kronis. Efek akut yang ada terjadi pada konsumsi air minum dari air sumur yang belum diuji di India Tengah, memiliki kadar fluor tinggi yaitu sekitar 38 ppm dan mengakibatkan kematian massal puluhanjuta orang karena menderita artritis parah. Kemudian terdapat efek kronis, yaitu retak panggul, kanker, infeltirasi, kerusakan otak, dan Alzheimer. Dari berbagai uji toksisitas yang telah dilakukan banyak sekali fakta bahwa fluorida sangat membahayakan pengguna. Penyakit
retak
panggul
terjadi
karena
meminum
air
yang
mengandungfluor yang mampu meningkatkan risiko retak panggul hingga dua kali lipat bagi pria dan wanita lanjut usia hanya dengan 0.1 ppm kandungan fluor konsumsi tiap saat. Studi yang dilakukan National Cancer Institute Toxicological Program menemukan bahwa fluorida bisa digolongkan sebagai karsinogen, Kepala Kimiawan di National Cancer Institute AS, melaporkan setidaknya 40.000 kematian akibat kanker karena fluorida pada tahun 1988. Ilmuwan FDA (Food and Drug Administration) melaporkan adanya korelasi kuat antara penurunan tingkat fertilitas wanita dalam rentan gusis 10-49 tahun dengan peningkatan level fluorida. Terakhir penelitian Varnier J A yang dilaporkan dalam Wall Street
KIMIA LINGKUNGAN
30
Journal menyebutkan bahwa fluorida menyebabkan kerusakan otak dan mal fungsi koordinasi tubuh setelah termagnifikasi. d
Arsenik
Pencemaran Arsen dalam Lingkungan Pembakaran batubara dan pelelehan logam merupakan sumber utama pencemaran arsen dalam udara. Pencemaran arsen terdapat di sekitar pelelehan logam (tembaga dan timah hitam). Arsen merupakan salah satu hasil sampingan dari proses pengolahan bijih logam non-besi terutama emas, yang mempunyai sifat sangat beracun. Ketika tailing dari suatu kegiatan pertambangan dibuang di dataran atau badan air, limbah unsur pencemar kemungkinan tersebar di sekitar wilayah tersebut dan dapat menyebabkan pencemaran lingkungan. Bahaya pencemaran lingkungan ini terbentuk jika tailing yang mengandung unsur tersebut tidak ditangani secara tepat. Tingginya tingkat pelapukan kimiawi dan aktivitas biokimia pada wilayah tropis, akan menunjang percepatan mobilisasi unsur-unsur berpotensi racun. Selanjutnya dapat memasuki sistem air permukaan atau merembes ke dalam akifer-akifer air tanah setempat. Ini terjadi di negara-negara yang memproduksi emas dan logam dasar (Herman, D.Z. 2006). Sumber pencemaran arsen juga dapat berasal dari: 1.Pembakaran kayu yang diawetkan oleh senyawa arsen pentavalen, dapat menaikkan kadar arsen di udara. 2.Pusat listrik tenaga panas bumi (geothermal) yang dapat menyebabkan kontaminasi arsen pada udara ambient. 3.Pupuk yang di dalamnya mengandung arsen. Dampak Arsen Terhadap Kesehatan Manusia
KIMIA LINGKUNGAN
31
WHO menetapkan ambang aman tertinggi arsen dalam air tanah sebesar 50 ppb (www.wikipedia.org, 2009). Air tanah biasa digunakan sebagai sumber air minum bagi kelangsungan hidup manusia. Salah satu akibat yang merugikan dari arsen adalah apabila dalam air minum mengandung unsur arsen melebihi nilai ambang batas, yaitu bila kadarnya melebihi 100 ppb dalam air minum. Gejala keracunan kronis yang ditimbulkannya pada tubuh manusia berupa iritasi usus, kerusakan syaraf dan sel, kelainan kulit atau melanoma serta kanker usus. Arsen inorganik telah dikenal sebagai racun manusia sejak lama, yang dapat mengakibatkan kematian. Dosis rendah akan mengakibatkan kerusakan jaringan. Bila melalui mulut, pada umumnya efek yang timbul adalah iritasi saluran makanan, nyeri, mual, muntah dan diare. Selain itu mengakibatkan penurunan pembentukan sel darah merah dan putih, gangguan fungsi jantung, kerusakan pembuluh darah, luka di hati dan ginjal.( Wijanto, 2005). Berikut ini adalah implikasi klinik akibat tercemar oleh arsen: Cara Mengatasi Keracunan Arsenik Pertolongan pertama (standart treatment) bila kulit kita terpapar arsenik: cuci permukaan kulit dengan air mengalir secara kontinu kurang lebih 10 menit, atau sampai tidak ada kandungan bahan kimia di atas kulit. Bila perlu, gunakan sabun. Baju yang terkontaminasi harus dilepaskan. Kemudian segera ke dokter untuk mendapat pertolongan medis. Sementara bila racun masuk ke pencernaan, masukkan air dalam jumlah yang cukup besar ke dalam mulut untuk mencuci. Tetapi, air jangan tertelan. Kalau bahan kimianya sudah tertelan, minum kurang lebih 250 ml air dan jangan memaksakan muntah. Segera cari pertolongan medis. Cara mengatasi keracunan arsenik berbeda antara keracunan akut dan kronik. Untuk keracunan akut yang belum berlangsung 4 jam, korban diberi ipekak untuk merangsangnya muntah. Dapat juga dilakukan bilas lambung apabila ia tidak dapat minum. Pemberian katartik atau karboaktif dapat bermanfaat. Sedangkan untuk keracunan yang sudah berlangsung lebih lama (termasuk juga keracunan kronik), sebaiknya diberi antidotumnya, yaitu suntikan intramuskuler
KIMIA LINGKUNGAN
32
dimerkaprol 3-5 mg/kgBB 4-6 kali sehari selama 2 hari. Pengobatan dilanjutkan 2-3 kali sehari selama 8 hari ( www.terselubung.blogspot.com, 2009). Metode kimia dan sintetik saat ini digunakan untuk mengobati keracunan arsenik. Dimercaprol dan asam dimercaptosuccinic adalah agen chelating yang mengambil arsenik dari protein darah dan digunakan untuk mengobati keracunan arsenik akut. Dimercaprol jauh lebih beracun daripada succimer. Selain itu, ada penelitian menarik yang dilakukan oleh Keya Chaudhuri dan rekan-rekannya dari Indian Institute of Chemical Biology di Kolkata dalam jurnal Food and Chemical Toxicology. Mereka melakukan uji coba pada tikus. Tikus yang diberi makan ekstrak bawang putih kandungan arsenik dalam darah dan hatinya berkurang 40 persen dan 45 persen dari arsen juga di keluarkan lewat air seni tikus tersebut. Zat yang mengandung belerang dalam bawang putih dapat mengurangi kadar arsen dalam jaringan dan darah. Sehingga mereka yang tinggal di daerah yang beresiko terkontaminasi arsenik dalam air disarankan untuk mengonsumsi satu sampai tiga siung bawang putih per hari sebagai pencegahan keracunan arsen.
KIMIA LINGKUNGAN
33
BAB III PENUTUP
3.1
Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan tersebut dapat disimpulkan bahwa ;
:
Pencemaran adalah masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup dankomponen lain yang berasal dari alamiah atau aktivitas manusia ke dalam komponen ( air, tanah dan udara) sehingga tidak sesuai lagi dengan peruntukannya. Contohnya PP No. 20/1990 tentang Pengendalian Pencemaran Air.
;
Sumber-sumber pencemaran adalah partikel kimia, limbah industri, limbah pertanian dan perumahan, industry bahan kimia, pertambangan (emas), yang masuk ke dalam perairan, yang bisa merusak lingkungan khususnya perairan.Sedangkan indikator terjadinya pencemaran lingkungan dapat dilihat dari aspek kimia-fisika pencemran air dan aspek kimia pencemaran.
;
Proses pencemaran air oleh logam berat melalui interaksi suatu komponen lingkungan daratan, di mana buangan limbah dari daratan akan bermuara ke laut.
;
Cara pengendalian pencemaran air oleh logam berat dengan Pengolahan limbah industri sebelum dibuang ke tempat pembuangan.
3.2
Saran Saran dari penyusun adalah kita telah mengetahui logam berat itu
berbahaya jika masuk dalam tubuh dan hendaknya kita bias mengontrol keluar masuknya limbah yang mengandung logam berat.
KIMIA LINGKUNGAN
34
