BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Profil Sungairepository.ump.ac.id/6902/3/BAB II.pdfdimana air banjir akan...
Transcript of BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Profil Sungairepository.ump.ac.id/6902/3/BAB II.pdfdimana air banjir akan...
6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Profil Sungai
Menurut Mulyanto (2010), sebuah sungai mualai dari hulu sampai ke
muaranya secara umum dapat dibagi ke dalam empat bagian yang masing-
masing mempunyai sifat-sifat yang berbeda antara satu bagian dengan bagian
yang lainnya yaitu :
Gambar 1.2 Bagian-bagian dari sebuah sungai
Sifat dari masing-masing sungai tersebut di atas adalah sebagai berikut :
A. Bagian Hulu
1) Sungai jeram/torrential river
Torrent adalah bagian sungai yang terletak paling hulu.Topografi daerah hulu
ini terdiri dari lereng-lereng batuan dasar atau bedrock yang belum lapuk
(Mulyanto, 2007). Sifat dari sungai jeram atau torrential river adalah sebagai
berikut:
a. Kemiringan dasar alur aliran masih terjal sehingga kecepatan aliran di
dalamnya sangat besar.
Kajian Pencemaran Kadar..., Dewi Setiyowati, FKIP, UMP, 2013
7
b. Kapasitas transpor sedimen dari aliran sungainya sangat besar pada saat
aliran debit besar berlangsung, dengan bebutir sedimen yang berdiameter
besar. Aliran air ini akan membentuk alur yang alur yang bertampang
lintang V atau U. Pada debit kecil aliran akan memenuhi dasar alur V di
sela-sela gugus-gugus batuan yang diendapkan karena mengecilnya
kapasitas transport pada dasar aliran yang menjadi sangat
turbulent/berjeram.
Gambar 2.2 Bagian hulu sungai : Sungai jeram
2) Sungai jalin/braided river
a. Pada saat terjadi aliran dengan debit besar atau banjir bandang/ flash flood,
kecepatan aliran yang besar akan menimbulkan kapasitas transport
sedimen yang besar.
b. Pada saat debit surut/ mengecil, akan mengakibatkan kapasitas transport
sedimen sangat menurun.
Kajian Pencemaran Kadar..., Dewi Setiyowati, FKIP, UMP, 2013
8
Gambar 3.2. Sungai Jalin
Gambar 4.2. Tampang Lintang Sungai Jalin
B. Bagian Alluvial
Kriteria bagian sungai alluvial yang mengalir pada bantaran sungai yaitu:
a. Pada waktu aliran mencapai dataran yang landai dan rendah kecepatan
alirannya sangat berkurang, menyebabkan banyak sedimen yang
mengendap.
Kajian Pencemaran Kadar..., Dewi Setiyowati, FKIP, UMP, 2013
9
b. Pada saat debit menjadi besar, kapasitas alurnya akan tidak ckup untuk
melewatkannya, sehingga sering terjadi peluapan atau overbank flow
dimana air banjir akan menggenangi bantaran sungainya.
c. Terbentuk arus spiral dan menimbulkan kelokan-kelokan pada alur sungai
sehingga sungai alluvial ini kemudian akan membentuk meanders atau
rangkaian kelokan yang berurutan.
Gambar 5.2 Tampang Lintang Sungai Alluvial
C. Bagian yang terpengaruh oleh pasang surut/tidal reach
Bagian sungai pasang surut ini terbagi menjadi dua ruas:
a. Ruas bagian hulu yang langsug berbatasan dengan bagaian sungai alluvial.
b. Air asin akan menyusup naik memasukinruas ini pada saat terjadi pasang.
D. Muara sungai/kuala/sungapan atau estuary
Muara sungai (Estuaria) adalah pertemuan antara laut dan sungai dan menjadi
batas lingkungan (environment) air asin dan air tawar (Mulyanto, 2010).Estuaria
adalah suatu perairan semi tertutup yang berada di bagian hilir sungai dan masih
berhubungan dengan laut, sehingga memungkinkan terjadinya percampuran antara
Kajian Pencemaran Kadar..., Dewi Setiyowati, FKIP, UMP, 2013
10
air tawar dan air laut.Bentuk estuaria bervariasi dan sangat tergantung pada besar
kecilnya aliran sungai, kisaran pasang-surut, dan bentuk garis pantai.Estuaria dari
sungai yang besar memodifikasi garis pantai dan topografi sublitoral melalui
pengendapan dan erosi sedimen, sehingga garis pantai bergerak menjorok
beberapa kilometer ke arah laut (Meadows dan Campbell, 1988 dalam
Dahuri,2003).
Estuarin juga merupakan wilayah yang sangat dinamis (dynamics area),
rentan terhadap perubahandan kerusakan lingkungan baik fisik, kimia, maupun
biologi dari dampak aktivitas manusiadi darat ataupun pemanfaatan sumberdaya
perairan laut secara berlebihan (over-exploited) (Supriadi,2001).
Berdasarkan aliran air dan percampurannya, estuaria menurut Cameron dan
Pritchard dalam Meadsows dan Campbell, 1998 dalam Dahuri 2003 dapat
dikelompokkan menjadi empat tipe yaitu :
1) Tipe A
Estuaria tipe A memiliki kisaran pasang surut yang kecil, namun memiliki
aliran air tawar yang besar. Lapisan air laut ada di bawah lapisan air sungai,
sehingga percampuran secara vertical diantara keduanya relativ kecil.
2) Tipe B
Estuari tipe B memiliki kisaran pasang surut yang lebih besar, sehingga
gerakan massa air laut melebihi gerakan air tawar yang masuk melalui badan
sungai. Percampuran antara kedua lapisan tersebut lebih banyak disebabkan oleh
adanya pengaruh gaya Coriolis, sehingga air tawar yang mengalir keluar estuaria
Kajian Pencemaran Kadar..., Dewi Setiyowati, FKIP, UMP, 2013
11
dibelokkan ke arah kanan di belahan bumi selatan utara, dan ke kiri di belahan
bumi sebelah selatan. Sebagai akibatnya, perbatasan daerah air tawar dan air laut
bentuknya miring.
3) Tipe C
Pada estuaria C, aliran air tawar berkurang, namun sebaliknya massa air laut
menjadi dominan, terutama pada saat terjadi pasang. Akibatnya, massa air tawar
akan mengalir di sebelah kanan estuaria, sehingga lebar estuaria akan semakin
besar. Proses percampuran dari kedua massa air tersebut akan menghasilkan suatu
batas yang bentuknya vertikal antara air tawar dan air laut.
4) Tipe D
Estuaria tipe D memiliki aliran pasang surut yang besar, sehingga air tawar
dan air laut dapat bercampur secara sempurna (tidak terstratifikasi). Estuaria tipe
ini biasanya dangkal dan memungkinkan proses pengadukan berlangsung secara
intensif, sehingga akan menciptakan kondisi salinitas yang homogen.
Gambar 6.2 Estuary berdasarkan bentuk bukaan mulut dan alurnya
Kajian Pencemaran Kadar..., Dewi Setiyowati, FKIP, UMP, 2013
12
B. Pencemaran Air
Pencemaran adalah perubahan sifat fisika, kimia, dan biologi yang tidak
dikehendaki pada tanah, udara, dan air.Perubahan tersebut dapat menimbulkan
bahaya bagi kehidupan manusia dan organisme lainnya.Pencemaran terjadi
apabila terdapat gangguan dalam daur materi yaitu apabila laju produksi suatu zat
melebihi laju pembuangan atau penggunaan zat tersebut (Annymous, 2001).
Pencemaran menurut UU no 23 th 1997 yang diperbaharui pada UU no 4 th
1982 tentang Ketentuan-Ketentuan Pokok Pengelolaan Lingkungan Hidup, adalah
masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi, dan atau komponen
lain ke dalam lingkungan dan atau berubahnya tatanan lingkungan oleh kegiatan
manusia atau oleh proses alam, sehingga kualitas lingkungan turun sampai ke
tingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan menjadi kurang atau tidak dapat
berfungsi lagi sesuai dengan peruntukannya.
Dalam PP No. 20/1990 tentang Pengendalian Pencemaran Air, pencemaran
air didefinisikan sebagai : “pencemaran air adalah masuknya atau
dimasukkannya mahluk hidup, zat, energi dan atau komponen lain ke dalam air
oleh kegiaan manusia sehingga kualitas air turun sampai ke tingkat tertentu yang
menyebabkan air tidak berfungsi lagi sesuai dengan peruntukannya” (Pasal 1,
angka 2).
Kajian Pencemaran Kadar..., Dewi Setiyowati, FKIP, UMP, 2013
13
C. Faktor Penyebab Pencemaran Air
Menurut Syakti (2012), berdasarkan sudut pandang faktor penyebab potensial
terpaparnya bahan pencemar ke lingkungan perairan, ada dua kelompok besar
sumbernya yakni :
1. Sumber dari aktivitas manusia (antrophogenic)
a) Limbah domestik
Berdasarkan Peraturan Pemerintah No. 18/1999/ Jo.PP 85/1999, limbah
didefinisikan sebagai sisa atau buangan dari suatu usaha atau kegiatan
manusia.Diakatakan sebagai limbah domestik ketika berasal dari buangan rumah
tangga di zona urban, bangunan perdagangan, perkantoran, dan saran sejenis di
mana aktivitas sehari-hari masyarakat dapat menghasilkan limbah padat maupun
limbah cair (mandi, cuci, dan tinja).
b) Limbah industri
Limbah industri berasal dari industri kecil, menengah, dan besaryang
dioprasikan dalam bentuk bengkel kerja, laboratorium ataupun pabrik yang dapat
menghasilkan limbah berupa air dan bahan buangan lainnya yang terlarut maupun
tersuspensi di dalam air yang digunakan dalam proses produksinya.
c) Limbah pertanian.
Aktivitas pertanian memberikan kontribusi pelepasan garam-garam mineral
(N, P, K) terkait dengan penggunaan pupuk, pelepasan senyawa purin, dan bahan
penggemuk ternak serta senyawaan pengontrol hama dan gulma seperti
insektisida, herbisida, dan fungisida di samping obat-obatan dari jenis antibiotika.
Kajian Pencemaran Kadar..., Dewi Setiyowati, FKIP, UMP, 2013
14
2. Sumber alami (natural), berupa rembesan hidrokarbon, gunung api, tsunami,
blooming algae, dan lain sebagainya. Pencemaran di lingkungan laut secara alami
berasal dari rembesan hidrokarbon minyak bumi (seepage) dan semburan gas
(degassing) di lantai laut ataupun samudra. Rembesan alami banyak mewakili 40
% kontaminasi senyawa hidrokarbon di lautan dunia (Syakti 2004). Di lingkungan
terrestrial (daratan), debu vulkanik dikatakan sebagai pencemaran gas SO2 dan
NOx sebagai pembentuk hujan asam. Tsunami memiliki dampak negative berupa
kerusakan ekosistem pantai (ekosistem kerang, ekosistem mangrove, ekosistem
lamun) sebagai akibat meningkatnya kandungan material dasar laut yang terbawa,
TSS, kekeruhan, bahan-bahan toksik, bakteri pathogen, dan lain sebagainya.
Fenomena upwelling mendorong terjadinya blooming algae. Ledakan populasi
alga akan meningkatkan konsumsi alga-alga yang memiliki produksi toksin oleh
kerang-kerangan. Ketika manusia mengonsumsi kerang yang mengandung alga
Alexandrium sp.,resiko keterpaparan Paralic Shelfish Poisoning (PSP) dengan
jenis racun saxitoxin dapat menyebabkan konsumen terkena kangker hati.
D. Logam Berat
Logam berat ialah benda padat atau cair yang mempunyai berat 5 gram atau
lebih untuk setiap cm³, sedangkan logam yang beratnya kurang dari 5 gram
adalah logam ringan. Dalam tubuh makhluk hidup logam berat termasuk
dalam mineral “trace” atau mineral yang jumlahnya sangat sedikit. Beberapa
mineral trace adalah esensial karena digunakan untuk aktivitas kerja sistem
enzim misalnya seng (Zn), tembaga (Cu), besi (Fe), dan beberapa unsur
Kajian Pencemaran Kadar..., Dewi Setiyowati, FKIP, UMP, 2013
15
lainnya seperti kobalt (Co), mangan (Mn), dan beberapa lainnya. Beberapa
logam bersifat non- esensial dan bersifat toksik terhadap makhluk hidup
misalnya: merkuri (Hg), kadmium (Cd), dan timbal (Pb) (Darmono, 2001).
Logam berat merupakan istilah umum yang digunakan untuk kelompok
logam dengan densitas atom lebih besar dari 6 gram/cm3. Meskipun istilah
tersebut hanya merupakan definisi yang luas, namun secara umum diakui dan
biasanya digunakan untuk elemen-elemen seperti Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb dan Zn.
Elemen-Elemen tersebut merupakan kelompok utama dalam masalah pencemaran
dan daya racun (Alloway, 1997 dalam Hartoyo 2006).
Keberadaan logam berat di lingkungan dapat berasal dari dua sumber.Pertama
berasal dari alam dengan kadar di biosfer yang relatif kecil. Keberadaan logam
berat secara alami tidak membahayakan lingkungan. Kedua, dari antropogenik
dimana keberadaan logam berat tersebut diakibatkan oleh aktivitas manusia,
misalnya limbah industri pelapisan logam, pertambangan, cat, pembuangan zat
kendaraan bermotor, serta barang-barang bekas seperti baterai, kaleng dan lain
sebagainya (Lubis dkk dalam Hidayat 2003).
Logam merupakan kelompok toksikan yang unik.Logam ini ditemukan dan
menetap dalam alam, tetapi bentuk kimianya dapat berubah akibat pengaruh
fisikokimia, biologis atau akibat aktivitas manusia.Toksitasnya dapat berubah
drastic apabila bentuk kimianya berubah. Dalam lingkungan perairan, bentuk
logam antara lain berupa ion-ion bebas, pasangan ion organik dan ion kompleks.
Kelarutan logam dalam air dikontrol oleh pH air. Kenaikan pH menurunkan
kelarutan logam dalam air karena kenaikan pH mengubah kestabilan dari bentuk
Kajian Pencemaran Kadar..., Dewi Setiyowati, FKIP, UMP, 2013
16
karbonat menjadi hidroksida yang membentuk ikatan dengan partikel pada badan
air, sehingga akan mengendap membentuk lumpur (O‟Neiil, 1993 dalam Hartoyo
2006).
E. Logam Berat Kadmium (Cd)
a) Karakteristik dan Manfaat Cd
Kadmium (Cd) ini pertama kali ditemukan oleh seorang ilmuwan Jerman
yang bernama Friedric Strohmeyer pada tahun 1817.Logam Cd ini ditemukan
dalam bebatuan Calamine (Seng Karbonat). Nama kadmium sendiri diambil dari
nama latin dari “calamine” yaitu “Cadmia” (Anonim, 2008).
Logam Cd atau cadmium (kadmium) mempunyai penyebaran yang sangat
luas di alam.Hanya ada satu jenis mineral cadmium di alam yaitu greennocite
(CdS) yang selalu ditemukan bersamaan dengan mineral splerite (ZnS).Mineral
greennocite ini sangat jarang di temukan di alam, sehingga eksploitasi logam Cd,
biasanya merupakan produksi sampingan dari peristiwa peleburan dan refining
bijih-bijih Zn (Seng).Biasanyana pada konsentrsi bijih Zn didapatkan 0,2 %
sampai 0,3% logam Cd. Disamping itu Cd juga diproduksi dari peleburan bijih-
bijih logam Pb (timah hitam) dan Cu (tembaga). Namun demikian, Zn merupakan
sumber utama dari logam Cd, sehingga produksi dari logam tersebut sangat
dipengaruhi oleh Zn.
Seperti halnya unsur-unsur kimia lainnya terutama golongan logam, logam
Cd mempunyai sifat fisika dan kimia tersendiri. Berdasarkan pada sifat-sifat
fisiknya, Cd merupakan logam lunak, ductile, berwarna putih seperti perak.
Logam ini akan kehilangan kilapnya bila berada dalam udara yang basah
Kajian Pencemaran Kadar..., Dewi Setiyowati, FKIP, UMP, 2013
17
ataulembab serta akan cepat mengalami kerusakan bila dikenai oleh uap ammonia
(NH3) dan sulfur hidroksida (SO2). Sedangkan berdasarkan pada sifat-sifat
kimianya, logam Cd di dalam persenyawaan yang dibentuknya pada umumnya
mempunyai bilangan valensi 2+, sangat sedikit yang mempunyai bilangan valensi
1+. Bila dimasukkan ke dalam larutan yang mengandung ion OH, ion-ion
Cd2+
akan mengalami proses pengendapan. Endapan yang terbentuk dari ion-ion
Cd2+
dalam larutan berion OH biasanya dalam bentuk senyawa terhidratasi yang
berwarna putih. Bila logam Cd digabungkan dengan senyawa karbonat (CO=),
dengan senyawa posfat (PO3+
), dengan senyawa arsenat (AsO3=), dan atau dengan
senyawa oksalat-ferro {Fe(III)} – dengan ferri {Fe (II)} sianat, maka akan
terbentuk suatu senyawa yang berwarna kuning. Semua senyawa tersebut akan
dapat larut dalam senyawa NH4OH dan akan membentuk kation kompleks Cd
dengan NH3 (Palar, 1994).
Penggunaan Cd dan persenyawaannya ditemukan dalam industri pencelupan,
fotografi, dan lain-lain. Pemanfaatan Cd dan persenyawaannya dapat dilihat
sebagai berikut :
1. Senyawa CdS dan CdSeS, banyak digunakan sebagai zat warna
2. Senyawa Cd-sulfat (CdSO4) digunakan dalam industri baterai yang berfungsi
untuk pembuatan sel Weston karena mempunyai potensial stabil yaitu sebesar
1,0186 volt
3. Senyawa Cd-bromida (CdBr2) dan Cd-ionida (CdI2) secara terbatas digunakan
dalam dunia fotografi
Kajian Pencemaran Kadar..., Dewi Setiyowati, FKIP, UMP, 2013
18
4. Senyawa dietil cadmium {(C2H5)2Cd} digunakan dalam proses pembuatan
tetraetil-Pb
5. Senyawa Cd-strearat banyak digunakan dalam perindustrian manufaktur
polyvinyl khlorida (PVC) sebagai bahan yang berfungsi untuk stabilizer.
Selain itu banyak digunakan dalam industri-industri ringan, seperti pada
proses pengolahan roti, pengolahan ikan, pengoalahan minumaan, industri tekstil
dan lain-lain, banyak dilibatkan senyawa-senyawa yang dibentuk dengan logam
Cd, meskipun penggunaannya hanyalah dengan konsentrasi yang sangat rendah
(Palar, 1994).
b) Toksikologi Cd dalam Makhluk Hidup
Kadmium merupakan salah satu logam berat yang berbahaya, karena
elemen ini beresiko tinggi terhadap pembuluh darah. Kadmium berpengaruh
terhadap manusia dalam jangka waktu panjang dan dapat terakumulasi pada tubuh
khususnya hati dan ginjal. Secara prinsipil pada konsentrasi rendah berefek
pada gangguan paru-paru yang akut (Hidayat, 2003). Pada keracunan kronis
yang disebabkan oleh Cd, umumnya berupa kerusakan-kerusakan pada ginjal,
paru-paru, darah dan jantung. (Palar, 1994). Logam kadmium atau Cd juga
akanmengalami proses biotransformasi dan bioakumulasi dalam organisme hidup
(tumbuhan, hewan dan manusia). Logam ini masuk ke dalam tubuh bersama
makanan yang dikonsumsi, tetapi makanan tersebut telah terkontaminasi oleh
logam Cd dan atau persenyawaannya. Dalam tubuh biota perairan jumlah logam
yang terakumulasi akan terus mengalami peningkatan dengan adanya proses
biomagnifikasi di badan perairan. Disamping itu, tingkatan biota dalam sistem
Kajian Pencemaran Kadar..., Dewi Setiyowati, FKIP, UMP, 2013
19
rantai makanan turut menentukan jumlah Cd yang terakumulasi. Dimana biota
yang lebih tinggi stratanya akan ditemukan akumulasi Cd yang lebih banyak,
sedangkan pada biota top level merupakan tempat akumulasi paling besar. Bila
jumlah Cd yang masuk tersebut telah melebihi nilai ambang maka biota dari suatu
level atau strata tersebut akan mengalami kematian dan bahkan kemusnahan.
Keadaan inilah yang menjadi penyebab kehancuran suatu ekosistem, karena salah
satu mata rantainya telah hilang (Palar, 1994).
Pada hewan-hewan yang hidup di tanah dan bangsa mamalia, dimana dalam
tubuh mereka telah terakumulasi oleh Cd, maka Cd yang terakumulasi tersebut
akan ditransfer melalui gut wall (celah dinding/kulit) (Palar, 1994). Dilaporkan
oleh Darmono (1990) dari hasil penelitiannya dilaboratorium pada ayam broiler
yang diberi pakan mengandung Cd dalam dosis tinggi, terlihat adanya hambatan
pertumbuhan pada ayam tersebut. Selain itu penelitian pada udang yang diberi
kadmium dosis 0,5 mg/l dalam air setelah 15 ditemukan akumulasi hemosit dalam
lumen usus (perdarahan). Dalam hepatopankreas ditemuka adanya inklusi
berwarna pink dan kebiruan (eosin dan basofilik) yang mana hal tersebut
dapat mengganggu sistem metabolisme dalam hepatopankreas, dan organ ini
sangat vital perannya dalam kehidupan krustasea (Darmono, 2001).
Suatu penelitian menunjukkan bahwa kerang air tawar (Anadonta cygnea)
dalam laboratorium menunjukkan akumulasi Cd yang ditemukan dalam jaringan
menunjukkan garis linier pada dosis pemberian 5 µg/l Cd dalam air. Sedangkan
pada dosis 25 µg/l Cd, akumulasi berfluktasi dalam selang pemberian 4
minggu.Setelah 10 minggu terlihat kenaikan tajam akumulasi Cd dalam jaringan.
Kajian Pencemaran Kadar..., Dewi Setiyowati, FKIP, UMP, 2013
20
Konsentrasi Cd dalam jaringan berturut-turut dari yang tinggi ke rendah di antara
jaringan kerang ialah: insang, labial, mantel, ginjal, hati, kaki (Hemerald dkk,
1986 dalam Darmono, 2001).
Pada Ikan Fundulus heteroclitus yang diekspos dengan 50 mg/l Cd selama 20
jam, terjadi hepertrofi ingsang. Disamping itu, terlihat heperplasia pada bagian
lamella dan interlamela epitel filamen. Terjadinya heperplasia tersebut juga diikuti
gambaran nekrotik sel yang terjadi hanya pada bagian sambungan filamen insang
dan hanya terjadi lokal saja, sedangkan bagian lain insang tidak terjadi perubahan.
Sedangkan pada usus ikan yang hidup dalam air yang mengandung 50 mg/l
Cd dengan kadar garam 32 per setelah satu jam, mukosa usus membengkak,
aktivitas sel mukosa meningkat terutama usus bagian depan. Kerusakan usus
mulai terlihat 2 jam kemudian diikuti nekrosis pada epitel sel kolumner dan
serpihan sel mati dalam sel usus. Sedangkan pada ginjal ikan yang dipelihara
dalam air yang mengadung 50 mg/l Cd setelah 20 jam, pada awalnya terjadi
kerusakan pada tubulus bagian proksimal yang kemudian menyebar kebagian
distal. Setelah itu, terlihat degenerasi pada sel tubulus ginjal dan endapan dalam
lumen yang berwarna eosin/pink/kemerahan (Darmono, 2001).
Kadmium merupakan salah satu jenis logam berat yang berbahaya, karena
elemen ini beresiko tinggi terhadap pembuluh darah. Kadmium berpengaruh
terhadap manusia dalam jangka waktu panjang dan dapat terakumulasi pada tubuh
khususnya gangguan paru-paru, emphysema dan renal tubular disease yang
kronis. Menurut badan dunia FAO/WHO, konsumsi per minggu yang
Kajian Pencemaran Kadar..., Dewi Setiyowati, FKIP, UMP, 2013
21
ditoleransikan bagi manusia adalah 400-500 µg per orang atau 7 µg per kg berat
badan (Suhendrayatna, 2003).
Kadmium atau Cd lebih beracun bila terhisap melalui pernafasan daripada
saluran pencernaan. Kasus keracunan akut cadmium kebanyakan dari menghisap
debu dan asap kadmium, terutama kadmium oksida (CdO). Dalam beberapa jam
setelah menghisap, korban akan mengeluh gangguan saluran nafas, nausea,
muntah, kepala pusing dan sakit pinggang. Kematian disebabkan karena
terjadinya endema paru-paru. Apabila pasien tetap bertahan, akan terjadi
emfisme atau gangguan paru-paru yang jelas terlihat (Darmono, 2001).
Logam Cd dapat terabsorbsi oleh tubuh manusia tanpa ada yang menghalangi
karena tidak ada mekanisme tubuh yang membatasinya, kecuali kalau tubuh
memang memerlukannya. Sebagian besar Cd yang diabsorbsi tubuh akan dibuang
keluar melaui saluran pencernaan. Keracunan kadmium dapat mempengaruhi otot
polos pembuluh darah. Akibatnya, tekanan darah menjadi tinggi yang kemudian
bisa menyebabkan terjadinya gagal jantung.Ginjal pun dapat rusak dari keracunan
Cd. Kasus keracunan Cd yang pernah tercatat sebagai epidemik (wabah) pada
abad ini adalah keracunan Cd yang menimpa sebagian penduduk Toyama di
Jepang. Keracunan Cd ini menjadi wabah karena sebagian penduduk Toyama
mengeluh sakit pinggang selama bertahun-tahun dan sakit itu semakin lama
semakin parah. Di samping itu mereka juga mengeluh sakit pada tulang
punggungnya. Ternyata tulang-tulang itu mengalami pelunakan dan kemudian
menjadi rapuh. Kematian yang terjadi di antara mereka terutama disebabkan oleh
gagal ginjal (Wardhana, 1995).
Kajian Pencemaran Kadar..., Dewi Setiyowati, FKIP, UMP, 2013
22
F. Logam Berat Timbal (Pb)
a) Karakteristik dan Manfaat Pb
Menurut Palar (1994), timbal atau dalam keseharian lebih dikenal dengan
nama timah hitam, dalam bahasa ilmiahnya dinamakan plumbum, dan logam ini
disimbolkan dengan Pb. Logam ini termasuk ke dalam kelompok logam-logam
golongan IV-A pada Tabel Periodik unsure kimia. Mempunyai nomor atom (NA)
82 dengan bobot atau berat atom (BA) 207,2.
Logam timbalatau Pb mempunyai sifat-sifat yang khusus seperti berikut :
1. Merupakan logam yang lunak, sehingga dapat dipotong dengan
menggunakan pisau atau dengan tangan dan dapat dibentuk dengan
mudah.
2. Merupakan logam yang tahan terhadap peristiwa korosi atau karat,
sehingga logam timbal sering digunakan sebagai bahan coating.
3. Mempunyai titik lebur rendah, hanya 327,50
C
4. Mempunyai kerapatan yang lebih besar dibandingkan dengan logam-
logam biasa, kecuali emas dan merkuri.
5. Merupakan penghantar listrik yang tidak baik
Menurut Fardiaz (1992) dalam Kristanto (2002), logam timbal banyak
digunakan untuk keperluan manusia karena sifat-sifatnya sebagai berikut:
1. Timbal mempunyai titik cair rendah sehingga jika digunakan dalam
bentuk cair dibutuhkan teknik yang cukup sederhana dan tidak mahal.
2. Timbal merupakan logam yang lunak sehingga mudah di ubah menjadi
beberapa bentuk.
Kajian Pencemaran Kadar..., Dewi Setiyowati, FKIP, UMP, 2013
23
3. Sifat kimia timbal menyebabkan logam ini dapat berfungsi sebagai lapisan
pelindung jika kontak dengan udara lembab.
4. Timbal dapat membentuk alloy dengan logam lainnya, dan alloy
yang terbentuk mempunyai sifat berbeda dengan timbal yang murni.
5. Densitas timbal lebih tinggi dibandingkan dengan logam lainnya
kecuali emas dan merkuri.
Penggunaan timbal tersebar adalah dalam produksi baterai penyimpan untuk
mobil, di mana igunakan metalik dan komponen-komponennya. Electroda dari
beberapa baterai mengandung struktur inaktif yang disebut grid yang dibuat
dari alloy timbal yang mengandung 93% timbal dan 7% antimony. Struktur
ini merupakan penyangga mekanik dari komponen baterai yang aktif dan
merupakan jalur aliran listrik. Bagian yang aktif dari baterai terdiri dari timbal
diokside (PbO2) dan logam timbal yang terikat pada grid (Kristanto, 2001).
Penggunaan lainnya dari timbal adalah untuk produk-produk logam seperti
amunisi, pelapis kabel, dan solder, bahan kimia, pewarna, dan lain-lainnya.
Beberapa produk logam dibuat dari timbal murni yang diubah menjadi beberapa
bentuk, dan sebagian besar terbuat dari alloy timbal. Komponen timbal juga
digunakan sebagai pewarna cat karena kelarutannya di dalam air rendah, dapat
berfungsi sebagai pelindung, dan terdapat dalam berbagai warna, yang sering
digunakan adalah timbal putih yang mempunyai rumus Pb (OH)2.2PbCO3. Timbal
juga digunakan sebagai campuran dalam pembuatan pelapis keramik yang disebut
dengan glaze (Fardiaz, 1992).
Kajian Pencemaran Kadar..., Dewi Setiyowati, FKIP, UMP, 2013
24
b) Toksikologi Pb dalam Makhluk Hidup
Timbal merupakan logam berat yang sangat beracun, dapat dideteksi secara
praktis pada seluruh benda mati dilingkungan dan seluruh sistem biologi. Sumber
utama timbal berasal dari gugus alkyl timbal yang digunakan sebagai bahan
additive bensin. Komponen ini beracun terhadap seluruh aspek kehidupan.
Timbal menunjukkan beracun pada system syaraf, hemetologik, dan
mempengaruhi kerja ginjal. Konsumsi mingguan elemen ini direkomendasikan
oleh WHO toleransinya bagi orang dewasa adalah 50 µg/kg berat badan dan untuk
bayi atau anak-anak adalah 25 µg/kg berat badan. Mobilitas timbal di tanah dan
tumbuhan cenderung lambat dengan kadar normalnya pada tumbuhan berkisar
0,5-3 ppm (Suhendrayatna, 2003). Pada hewan ruminansia gejala khas dari
keracunan Pb ini ada tiga bentuk yaitu sebagai berikut:
1. Gastro-enteritis, hal ini disebabkan karena terjadi reaksi dari mukosa
saluran pencernaan bila kontak dengan garam Pb, sehingga terjadi
pembengkakan.
2. Anemia, di dalam darah timbal berikatan dengan sel darah merah sehingga
sel darah merah mudah pecah. Bila sel darah merah pecah, terjadi
gangguan terhadap sentesis Hb yang dapat menyebabkan anemia.
3. Ensepalopati, logam ini juga menyebabkan terjadinya kerusakan sel
endotel dari kapiler darah otak, sehingga bentuk protein berukuran besar
dapat menerobos masuk ke dalam otak.
Dalam tubuh manusia, timbal terutama terikat dalam gugus –SH dalam
molekul protein dan hal ini menyebabkan hambatan pada aktivitas kerja sistem
Kajian Pencemaran Kadar..., Dewi Setiyowati, FKIP, UMP, 2013
25
enzim. Timbal menganggu system sintesis Hb dengan jalan menghambat
konversi delta-ALA (delta aminolevulinik asid) menjadi forfobilinogen dan juga
menghambat korporasi dari Fe ke dalam protoporofin IX untuk membentuk
Hb, dengan jalan menghambat enzim delta-aminolevulinik asid-dehidrasi (delta-
ALAD) dan ferokelatase. Hal ini menyebabkan meningkatnya eksresi kopropin
dalam urin dan delta-ALA serta menghambat sintesis Hb (Darmono, 2001).
Haeme akan bereaksi dengan Globin dan ion logam Fe 2+ dan dengan bantuan
enzim ferrokhelatase akan membentuk khelat haemoglobin. Senyawa Pb yang
terdapat dalam tubuh akan mengikat gugus aktif dan enzim ALAD. Ikatan yang
terbentuk antara logam Pb dengan gugus ALAD tersebut akan mengakibatkan
pembentukan intermediet porpholinogen dan kelanjutan dari proses reaksi ini
tidak dapat berlanjut atau terputus (Palar, 1994).
Pada jaringan dan atau organ tubuh, logam Pb akan terakumulasi pada tulang
baik melalui udara maupun makanan ataupun minuman, karena logam ini dalam
bentuk ion (Pb2+) mampu menggantikan keberadaan ion Ca2+ (kalsium) yang
terdapat pada jaringan tulang. Tulang berfungsi sebagai tempat pengumpulan Pb
karena sifat-sifat ion Pb2+ yang hampir sama dengan dengan Ca2+ (Fardiaz,
1992). Disamping itu pada wanita hamil ion Pb dapat melewati plasenta dan
kemudian akan ikut masuk dalam system peredaran darah janin dan selanjutnya
setelah bayi lahir, Pb akan dikeluarkan melalui air susu (Palar, 1994).
Gejala keracunan akut Pb pada anak dimulai dengan hilangnya nafsu makan
(anoreksia), kemudian diikuti dengan rasa sakit perut dan muntah, tidak
berkeinginan untuk bermain, berjalan sempoyongan, sulit berkata-kata,
Kajian Pencemaran Kadar..., Dewi Setiyowati, FKIP, UMP, 2013
26
ensepalopati dan akhirnya koma. Pada waktu 1-6 minggu setelah
mengkonsumsi tidak terlihat gejala tetapi segera setelah 6 minggu timbul
gejala seperti diatas (Darmono, 2001).
Pada keracunan kronis Pb dilaporkan oleh Molina dan kawan-kawan, (1983)
dalam Darmono, (2001) terjadi pada keluarga pembuat kerajinan tembikar di
daerah Meksiko. Peneliti tersebut membandingkan kecerdasan diantara anak yang
Pb-nya dalam darah rendah dan kandungan Pb dalam darah tinggi. Dari hasil
penelitian didapatkan bahwa tingkat kecerdasan (IQ) pada anak yang kadar Pb-
nya rendah (<40 µg/dl) lebih tinggi daripada pada anak yang kandungan Pb-nya
tinggi (>40 µg/dl). Kadar Pb yang tinggi di dalam darah tersebut ternyata juga
berpengaruh terhadap orang dewasa, terutama pada ibu hamil dan menyusui.
Dietrich dan kawan-kawan, (1987) melaporkan bahwa anak yang lahir dari ibu
yang berkadar Pb-nya tinggi dalam darah menyebabkan bobot bayi yang
dilahirkan lebih rendah daripada yang normal.
G. Logam Berat Besi (Fe)
Besi adalah logam yang berasal dari bijih besi (tambang) yang banyak
digunakan untuk kehidupan manusia sehari-hari.Dalam tabel periodik, besi
mempunyai simbol Fe dan nomor atom 26.Besi juga mempunyai nilai ekonomis
yang tinggi.
Besi adalah logam yang paling banyak dan paling beragam penggunaannya.
Hal itu karena beberapa hal, diantaranya:
a. Kelimpahan besi di kulit bumi cukup besar,
Kajian Pencemaran Kadar..., Dewi Setiyowati, FKIP, UMP, 2013
27
b. Pengolahannya relatif mudah dan murah, dan
c. Besi mempunyai sifat-sifat yang menguntungkan dan mudah dimodifikasi
(Anonim,2013).
Besi memiliki simbol (Fe) dan merupakan logam berwarna putih keperakan,
liat dan dapat dibentuk. Fe di dalam susunan unsur berkala termasuk logam
golongan VIII, dengan berat atom 55,85g.mol-1
, nomor atom 26, berat jenis
7.86g.cm-3
dan umumnya mempunyai valensi 2 dan 3 (selain 1, 4, 6). Besi (Fe)
adalah logam yang dihasilkan dari bijih besi, dan jarang dijumpai dalam keadaan
bebas, untuk mendapatkan unsur besi, campuran lain harus dipisahkan melalui
penguraian kimia. Besi digunakan dalam proses produksi besi baja, yang bukan
hanya unsur besi saja tetapi dalam bentuk alloy (campuran beberapa logam dan
bukan logam, terutama karbon) (Eaton et.al, 2005; Rumapea, 2009 dan
Parulian, 2009 dalam Hanchlopo, 2011).
a) Karakteristik dan Manfaat Fe
Logam murni besi sangat reaktif secara kimiawi dan mudah terkorosi,
khususnya di udara yang lembab atau ketika terdapat peningkatan suhu.Memiliki
4 bentuk allotroik ferit, yakni alfa, beta, gamma dan omega dengan suhu transisi
700, 928, dan 1530oC.Bentuk alfa bersifat magnetik, tapi ketika berubah menjadi
beta, sifat magnetnya menghilang meski pola geometris molekul tidak
berubah.Hubungan antara bentuk-bentuk ini sangat aneh.Besi pig adalah alloy
dengan 3% karbon dan sedikit tambahan sulfur, silikon, mangan dan fosfor.
Kajian Pencemaran Kadar..., Dewi Setiyowati, FKIP, UMP, 2013
28
Besi bersifat keras, rapuh, dan umumnya mudah dicampur, dan digunakan
untuk menghasilkan alloy lainnya, termasuk baja. Besi tempa yang mengandung
kurang dari 0.1% karbon, sangat kuat, dapat dibentuk, tidak mudah campur dan
biasanya memiliki struktur berserat.Baja karbon adalah alloy besi dengan sedikit
Mn, S, P, dan Si. Alloy baja adalah baja karbon dnegan tambahan seperti nikel,
khrom, vanadium dan lain-lain. Besi relatif murah, mudah didapat, sangat berguna
dan merupakan logam yang sangat penting (Anonim, 2008.)
b) Toksikologi Fe dalam Makhluk Hidup
Tempat pertama dalam tubuh yang mengontrol masuknya Fe adalah usus
halus.Bagian ini berfungsi untuk absorpsi dan sekaligus ekskresi Fe yang tidak
diserap.Besi dari usus diabsorpsi dalam bentuk feritin, dimana bentuk ferro lebih
mudah diabsorpsi daripada bentuk ferri.Feritin masuk kedalam darah berubah
bentuk menjadi transferin.Dalam darah tersebut besi berstatus besi bervalensi tiga
(trivalent) yang kemudian ditransfer ke hati dan limpa yang kemudian di simpan
dalam organ tersebut sebagai cadangan dalam bentuk feritin dan
hemosiderin.Toksitas terjadi bilamana terjadi kelebihan (kejenuhan) dalam ikatan
tersebut.
Toksitas akut Fe pada anak terjadi karena anak memakan sekitar 1 g Fe dan
mungkin dalam jumlah yang lebih banyak. Kandungan asupan besi pada anak
secara normal adalah sekitar 10-20 mg/kg berat badan (Faraht lala, 2012) .
Kajian Pencemaran Kadar..., Dewi Setiyowati, FKIP, UMP, 2013
29
H. Baku Mutu Kualitas Air
Baku mutu air adalah ukuran batas atau kadar makhluk hidup, zat, energi,
atau komponen yang ada atau harus ada dan atau unsur pencemar yang
ditenggang keberadaannya di dalam air (PP No.82 Tahun 2001).
Secara alamiah logam berat biasanya sangat sedikit sekali ditemukan dalam
air, yaitu kurang dari 1µg/l (Darmono, 2001). Menurut standar Indonesia
yang dilaporkan oleh Palupi, (1994) menyatakan bahwa standar alamiah
logam berat Cd untuk kehidupan diperairan laut yaitu sebesar 0,2 µg/l, dan
untuk Pb sebesar 0,03 µg/l.
I. Penelitian yang Relevan
1. Khaiana Rindha Fitriyah. 2007. Studi Pencemaran Logam Berat Kadmium
(Cd), Merkuri (Hg), dan Timbal (Pb) pada Air Laut,Sedimen, dan Kerang Bulu
(Anadara Antiquata) di Perairan Pantai Lekok Pasuruan. Hasil analisis Anova
menunjukkan adanya perbedaan kandungan logam berat Hg, Cd dan Pb pada air
laut, sedimen dan kerang serta adanya perbedaan kandungan Hg, Cd dan Pb di
setiap stasiun pengamatan. Hasil Uji Jarak Duncan menunjukkan bahwa
kandungan logam berat tertinggi terdapat pada sedimen, dan terendah pada air
laut. Selain itu didapatkan hasil bahwa kandungan logam berat tertinggi terdapat
pada stasiun 2 dan terendah pada stasiun 3. Kandungan Hg terendah pada air
laut, sedimen dan kerang bulu berturut-turut adalah sebesar 0.1153 ppm,
17.97033 ppm dan 0.79733 ppm. Kandungan Cd terendah pada air laut, sedimen
dan kerang bulu berturut-turut adalah sebesar 1.308 ppm, 16.182 ppm dan 2.802
Kajian Pencemaran Kadar..., Dewi Setiyowati, FKIP, UMP, 2013
30
ppm. Kandungan Pb terendah pada air laut, sedimen dan kerang bulu berturut-
turut adalah sebesar 1.308 ppm, 27.657 ppm dan 1.5710 ppm. Kandungan logam
berat tersebut telah melampau ambang batas ketentuan yang ditetapkan oleh
WHO ataupun oleh POM No.03725/B/SK/VII/89 kelayakan bahan pangan dan
kehidupan diperairan. Hasil analisis Regresi menunjukkan adanya hubungan
antara kandungan logam berat Hg, Cd dan Pb pada sedimen dan air laut terhadap
kandungan logam berat Hg, Cd dan Pb pada kerang bulu. Hasil pengamatan
mikroanatomi insang menunjukkan adanya degenerasi pada insang kerang bulu
yang hidup di perairan pantai Lekok Pasuruan.
2. Endang Rochyatun, Edward Dan Abdul Rozak. 1999. Kandungan Logam
Berat Pb, Cd, Cu, Zn, Ni, Cr, Mn & Fe Dalam Air Laut Dan Sedimen Di Perairan
Kalimantan Timur. Rerata kadar Pb, Cd, Cu, Zn, Ni, Cr, Mn, dan Fe di lapisan
permukaan berturut-turut adalah 0,00517; 0,001; 0,0023; 0,00516; 0,00174;
0,0021; 0,001; 0,01524 ppm. Rerata kadar logam berat tersebut di lapisan dasar
berturut-turut adalah 0,00530; 0,001; 0,0022; 0,00357; 0,00168; 0,0022; 0,001;
0,00123 ppm. Sedangkan rerata kadar Pb, Cd, Cu, Zn, Ni, Cr, Mn, Fe dalam
sedimen berturut-turut adalah 7,942; 0,205; 8,017; 56,96; 25,608; 21,87; 345,783;
1023,566 ppm. Hasil tersebut memperlihatkan bahwa kadar semua logam berat
masih sesuai dengan Nilai Ambang Batas (NAB) yang ditetapkan oleh Kep-
02/MENKLH/I/1988 untuk kepentingan perikanan, selain itu ada indikasi bahwa
logam berat tersebut terakumulasi dalam sedimen. Di samping itu, juga diamati
parameter kualitas air yang lain yakni salinitas, oksigen terlarut dan tingkat
Kajian Pencemaran Kadar..., Dewi Setiyowati, FKIP, UMP, 2013
31
keasaman (pH), hasilnya menunjukkan terdapat korelasi antara kadar Cr dan
tingkat keasaman (pH).
3. Sudarwin. 2008. Analisis Spasial Pencemaran Logam Berat (Pb Dan Cd)
Pada Sedimen Aliran Sungai Dari Tempat Pembuangan Akhir (Tpa) Sampah
Jatibarang Semarang. Lindi mengandung bahan organik maupun anorganik yang
mengandung berbagai mineral dan logam seperti timbal (Pb) dan Kadmium (Cd).
Kandungan logam berat ini mengalir bersama lindi masuk ke dalam sistem
perairan dan mengalami proses sedimentasi di aliran Sungai Kreo. Hasil
penelitian dengan AAS diperoleh hasil kadar Pb pada outlet lindi sebesar 0,136
mg/lt, kadar Cd 0,09 mg/lt. Kadar Pb dalam sedimen pada jarak 150 m sebelum
outlet lindi 0,011 mg/kg, sedangkan kadar Cd = 0,000 mg/kg, jarak 10 m kadar Pb
= 2,319 mg/kg, Cd = 0,019 mg/kg, jarak 67 m kadar Pb = 1,425 mg/kg, Cd =
0,018 mg/kg, jarak 143 m kadar Pb = 2,195 mg/kg, Cd = 0,019 mg/kg, jarak 225
m kadar Pb = 1,546 mg/kg, Cd = 0,012 mg/kg, jarak 282 m kadar Pb = 1,401
mg/kg, Cd = 0,009 mg/kg, jarak 365 meter kadar Pb = 1,079 mg/kg, Cd = 0,008
mg/kg, jarak 462 m kadar Pb = 0,728 mg/kg, Cd = 0,006 mg/kg, jarak 520 m
kadar Pb = 0,961 mg/kg, Cd = 0,008 mg/kg, jarak 580 m kadar Pb = 0,604 mg/kg,
Cd = 0,005 mg/kg. Hasil analisa dengan Uji Beda (T – Test) menunjukkan ada
beda antara kadar Pb pada lindi dan kadar Pb pada sedimen (p = 0,0001), ada beda
kadar Cd pada lindi dan kadar Cd pada sedimen (p = 0,0001) dan pada uji regresi
ada hubungan antara jarak outlet lindi dengan kadar Pb pada sedimen (p = 0,0001
dan r2 = 0,932) dan kadar Cd pada sedimen (p = 0,0001 dan r2 = 0,907). Hasil
analisis spasial kelas pencemaran tinggi Pb dan Cd (total) pada sedimen aliran
Kajian Pencemaran Kadar..., Dewi Setiyowati, FKIP, UMP, 2013
32
Sungai Kreo terjadi mulai dari jarak 0 m sampai dengan jarak 143 m dari outlet
lindi. Kelas sedang dimulai dari jarak 143 m sampai dengan jarak 365 m. Kelas
rendah dimulai dari jarak 365 m sampai dengan jarak 580 m sepanjang aliran
Sungai Kreo. Perlu pengolahan lindi sebelum lindi masuk ke aliran Sungai Kreo
dan monitor secara rutin kadar logam berat (Pb dan Cd) pada aliran Sungai K
J. Kerangka Pemikiran
Diagram 1.2 Kerangka Pemikiran
Kajian Pencemaran Kadar..., Dewi Setiyowati, FKIP, UMP, 2013
33
K. Hipotesa Penelitian
1. Faktor aktivitas manusia merupakan faktor yang paling berpengaruh terhadap
pencemaran logam berat Cd, Pb, dan Fe di muara Sungai Serayu Kabupaten
Cilacap.
2. Kadar pencemaran logam berat Cd, Pb, dan Fe di muara Sungai Serayu
Kabupaten Cilacap sudah melebihi batas ambang baku mutu kualitas air.
Kajian Pencemaran Kadar..., Dewi Setiyowati, FKIP, UMP, 2013