2-1

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Daerah Aliran Sungai (DAS) Citarum merupakan Das terbesar di Jawa Barat

dengan luas 6.080 km2 dan panjang 286,60 km. Sungai Citarum merupakan

tempat bermuaranya anak-anak sungai yang saat ini sudah mulai tercemar dengan

berbagai kegiatan. Anak-anak sungai yang bermuara di Sungai Citarum antara lain

Sungai Cirasea, Cikacembang, Cipadaulun, Citarik, Cikijing, Cipamokolan,

Cisangkuy, Cisuminta dan Cibaligo yang merupakan sungai-sungai dengan

kategori ”tercemar berat” (BPLHD Kabupaten Bandung, 2006). Berdasarkan

hasil analisis kualitas sungai Cirasea dan Cisangkuy pada awal tahun 2007,

tampak bahwa konsentrasi logam berat yaitu kadmium, krom total, dan nikel

cukup tinggi (BPLHD Kabupaten Bandung, 2007).

Sungai Citarum dimanfaatkan untuk berbagai aspek kehidupan seperti irigasi

pertanian, budidaya perikanan, kegiatan industri, pengembangan pariwisata, dan

sebagai sumber air baku air minum bagi masyarakat Jawa Barat serta DKI Jakarta.

Pada DAS Citarum ini bermukim kurang lebih 11.255 juta penduduk dengan

jumlah industri lebih dari 1000 industri yang sekaligus sebagai sumber

pencemaran dominan pada Sungai Citarum (Hadisantosa, 2006). Peranan strategis

Sungai Citarum adalah di Sungai Citarum dibangun tiga waduk besar (cascade

dam) yaitu Waduk Saguling, Waduk Cirata, dan Waduk Jatiluhur (Waduk Ir. H.

Juanda) untuk berbagai kepentingan seperti sumber air minum dan habitat ikan

yang digunakan sebagai bahan pangan. Dengan berbagai kegiatan saat ini Sungai

Citarum telah mengalami penurunan kualitas dan kuantitas.

2. 1 Kualitas Air

Air merupakan unsur yang mempunyai peran utama dalam kehidupan di bumi ini.

Air dikenal sebagai sumber daya yang terbarukan, namun dari sudut kualitas

maupun kuantitas membutuhkan upaya dan waktu untuk dapat berlangsung baik.

2-2

Kriteria dan standar kualitas air didasarkan atas : keberadaan logam dan logam

berat, anorganik, tingkat toksisitas, dan teremisinya pencemar ke lingkungan. Air

adalah pelarut yang baik, oleh sebab itu di dalamnya paling tidak terlarut sejumlah

kecil zat-zat anorganik dan organik. Dengan kata lain, tidak ada air yang benar-

benar murni dan hal ini menyebabkan dalam setiap analisis air ditemukan zat-zat

terlarut (Setiadi, 1993).

Disamping itu, penambahan berbagai zat dalam perjalanan daur hidrologi

menyebabkan air tidak murni lagi. Zat-zat itu disebut sebagai zat pengotor atau

impuritues. Jika sejumlah air sudah terkotori, maka dalam perjalannya air akan

membawa zat-zat pengotor itu ke lingkungan. Bukan tidak mungkin ketika akar

tanaman menyerap air dan mineral-mineral, zat-zat pengotor itu ikut terserap ke

dalam tanaman sehingga dapat menyebabkan kualitas dari tanaman menjadi

buruk.

Di Indonesia, didapat Undang-undang No. 11/1974 dan PP No. 22/1982 yang

mengatur pemanfaatan air beserta sumbernya yang diprioritaskan bagi keperluan

air minum, rumah tangga, pertahanan-keamanan, peribadatan, dan keperluan

sosial. Sedangkan irigasi, industri, ketenagaan, pertambangan, dan lain-lainnya

termasuk prioritas berikutnya. Dalam kenyataannya, sektor pertanian merupakan

pengguna air terbesar. Oleh sebab itu, kuantitas dan kualitas air yang akan

digunakan untuk sektor pertanian benar-benar harus terjamin karena erat

kaitannya dengan masalah kesehatan.

Kualitas air adalah variabel-variabel yang dapat mempengaruhi kehidupan biota

air. Variabel-variabel tersebut meliputi : sifat fisika (warna, kekeruhan, dan

temperatur) dan sifat kimia (kandungan oksigen, karbondioksida, pH, amoniak,

dan alkalinitas).

2-3

2. 1. 1 Temperatur

Temperatur air berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan biota air.

Temperatur air yang tidak cocok, misalnya terlalu tinggi atau terlalu rendah, dapat

menyebabkan biota air tidak dapat tumbuh dan berkembang dengan baik

(Cahyono, 2000 dalam Triastutiningrum, 2005). Perubahan suhu yang mendadak

berpengaruh buruk pada kehidupan biota air terutama ikan. Perubahan suhu secara

tiba-tiba dapat menyebabkan ikan stres dan menimbulkan kematian (Arie, 1998).

Temperatur air yang cocok untuk pertumbuhan ikan adalah berkisar antara 150C -

30oC dan perbedaan suhu antara siang dan malam kurang dari 50C.

2. 1. 2 Derajat Keasaman (pH)

Secara alamiah, pH dipengaruhi oleh konsentrasi karbondioksida dan senyawa

yang bersifat asam (Arie, 1998 dalam Triastutiningrum, 2005). Derajat keasaman

(pH) air sangat mempengaruhi pertumbuhan biota air. Derajat keasaman air yang

sangat rendah atau sangat asam dapat menyebabkan kematian biota air (ikan)

dengan gejala gerakannya tidak teratur, tutup insang bergerak sangat aktif dan

berenang sangat cepat di permukaan air. Perairan yang asam juga berpengaruh

terhadap nafsu makan ikan, selera makan ikan menjadi berkurang. Keadaan air

yang sangat basa juga dapat menyebabkan pertumbuhan ikan terhambat.

Kisaran derajat keasaman air yang cocok untuk budidaya ikan adalah antara 7 – 8.

Namun, beberapa jenis ikan masih dapat hidup pada pH air antara 5 – 11.

(Cahyono, 2000 dalam Triastutiningrum, 2005).

2. 1. 3 Kandungan Oksigen

Oksigen sangat diperlukan untuk pernafasan dan metabolisme ikan dan jasad-

jasad renik dalam air. Kandungan oksigen yang tidak mencukupi kebutuhan ikan

dan biota lainnya dapat menyebabkan penurunan daya hidup ikan. Kandungan

2-4

oksigen terlarut dalam air yang cocok untuk kehidupan dan pertumbuhan ikan

gurami adalah lebih dari 5 ppm, untuk ikan nila lebih dari 3 ppm (Cahyono, 2000

dalam Triastutiningrum, 2005).

Suhu sangat mempengaruhi tingkat kelarutan oksigen dalam air. Pada suhu tinggi,

oksigen yang larut sangat rendah karena molekul-molekul air mengembang.

Kondisi ini tidak memberikan tempat bagi oksigen. Pada suhu rendah, kandungan

oksigen lebih tinggi karena molekul-molekul air mengerut. Kondisi ini akan

memberikan tempat bagi oksigen sehingga ikan akan hidup dengan baik.

Oksigen dalam air digunakan ikan dan organisme air lainnya untuk bernafas. Dari

proses bernafas ini dihasilkan karbondioksida (CO2). Kandungan oksigen dalam

air sangat bertentangan dengan kandungan karbondioksida. Saat oksigen rendah

biasanya karbondioksidanya tinggi, demikian sebaliknya. Terkadang ikan dapat

hidup walaupun kondisi oksigennya rendah asalkan tidak berlangsung lama. Bila

kondisi ini berlangsung lama, ikan akan terganggu hidupnya. Biasanya ikan dapat

merasakan setiap perubahan kandungan karbondioksida dalam air walaupun kecil.

Biasanya ikan akan menghindari daerah yang kandungan karbondioksidanya

tinggi. Pada pemeliharaan ikan secara intensif, kandungan karbondioksida yang

aman harus kurang dari 5 mg/l air (Arie, 1998 dalam Triastutiningrum, 2005).

2. 2 Daerah Aliran Sungai (DAS)

Daerah Aliran Sungai (DAS) dapat didefinisikan sebagai suatu wilayah yang

dibatasi oleh batas alam (seperti punggung bukit atau gunung) maupun batas

buatan (seperti jalan atau tanggul), dimana air hujan yang turun di wilayah

tersebut memberikan kontribusi pada aliran sungai yang bersangkutan. Menurut

kamus Webster, DAS adalah suatu wilayah yang dibatasi oleh pemisah topografi,

yang berfungsi menampung air yang menerima hujan, menyimpan, dan

2-5

mengalirkannya ke sungai yang bersangkutan, dan seterusnya ke danau atau laut

(Suripin, 2004 dalam Triastutiningrum, 2005).

DAS merupakan suatu ekosistem dimana di dalamnya terjadi suatu proses

interaksi antara faktor-faktor nonbiotik, biotik, dan manusia (Suripin, 2004 dalam

Triastutiningrum, 2005). Sistem ekosistem tersebut mempunyai sifat tertentu,

yang dipengaruhi jumlah dan jenis komponen yang menyusunnya. Besar-kecilnya

ukuran ekosistem tergantung pada sudut pandang dan batas yang diberikan pada

ekosistem tersebut (Asdak, 2004).

Ekosistem suatu DAS merupakan bagian yang amat penting karena mempunyai

fungsi perlindungan terhadap DAS yang bersangkutan. Aktifitas di dalam DAS,

yang menyebabkan perubahan ekosistem, misalnya perubahan tata guna lahan,

khususnya di daerah hulu, dapat memberikan dampak pada daerah hilir sungai

yang bersangkutan, berupa perubahan fluktuasi debit air dan kandungan sedimen

serta material terlarut lainnya (Suripin, 2004 dalam Triastutiningrum, 2005).

Dalam pengelolaan suatu DAS, daerah hulu dan hilir mempunyai keterkaitan

biofisika melalui daur hidrologi (Asdak, 2004). Daerah Aliran Sungai (DAS)

merupakan suatu ekosistem yang berpotensi besar untuk mengalami polusi atau

pencemaran. Pencemaran dapat terjadi sebagai akibat dari berbagai kegiatan yang

dilakukan dalam kawasan ini, yaitu kegiatan pertanian, transportasi, industri,

rumah tangga, dan lain sebagainya. Komponen utama dari DAS yang berpotensi

untuk tercemar adalah badan air dan sedimen (tanah), yang selanjutnya akan

berpengaruh pula terhadap kualitas pertanian dan makhluk hidup yang

berinteraksi dengan komponen-komponen yang ada dalam sistem daerah aliran

sungai atau daerah yang dipengaruhinya.

Sumber pencemar DAS dapat berupa pencemaran titik atau Point Source (PS)

Pollutants, yakni sumber-sumber polutan yang dapat ditentukan dengan jelas

darimana titik atau daerah asalnya, misalnya polutan yang dihasilkan dari kegiatan

industri dan pertambangan. Sunber pencemar yang kedua adalah pencemaran

2-6

garis atau Non Point Source (NPS) Pollutants, yakni sumber-sumber polutan yang

sulit untuk dikenali secara pasti darimana titik atau daerah polutan tersebut

berasal. Bahan pencemar yang berasal dari kegiatan pertanian digolongkan

sebagai NPS.

Pencemaran di daerah aliran sungai ekosistem DAS dapat dibagi menjadi daerah

hulu, tengah, dan hilir. Ekosistem DAS hulu merupakan bagian penting karena

mempunyai fungsi perlindungan terhadap seluruh bagian DAS, antara lain dari

segi fungsi tata air. Adanya keterkaitan melalui daur hidrologi menyebabkan

adanya pengaruh yang sangat besar dari daerah hulu terhadap daerah hilir.

Perubahan penggunaan lahan yang dilakukan di DAS hulu, tidak hanya akan

berdampak pada tempat kegiatan berlangsung (daerah hulu), tetapi juga akan

berdampak pada daerah hilir diantaranya dalam bentuk perubahan (fluktuasi) debit

dan transport sedimen serta material terlarut dalam sistem aliran air. Dalam

hubungannya dengan pencemaran di DAS, aliran air mempunyai peranan yang

sangat penting, karena aliran air (baik dalam bentuk aliran permukaan/surface run

off maupun aliran bawah permukaan/sub run off) merupakan agen atau media

utama pengangkutan, pemindahan, dan penyebaran bahan-bahan pencemar. Oleh

karena itu pencemaran di DAS selain ditentukan oleh jumlah (ada tidaknya) bahan

pencemar, juga sangat dipengaruhi oleh seberapa besar persen air yang jatuh

dalam DAS yang berubah menjadi aliran permukaan dan berperan sebagai agen

pembawa bahan-bahan pencemar. Sedimen yang terbawa oleh aliran permukaan

juga merupakan agen utama pembawa/penyebar bahan-bahan pencemar di daerah

aliran sungai. Material yang terangkut aliran permukaan bukan hanya berupa

tanah (sedimen), namun disertai pula dengan unsur-unsur yang terkandung/terikat

pada partikel-partikel tanah atau terlarut dalam air aliran permukaan. Banyaknya

unsur hara yang hilang melalui pengerukan terkandung pada besarnya unsur hara

yang terkandung dalam sedimen dan laju penerukan yang terjadi. Kandungan hara

dalam sedimen umumnya lebih tinggi disbanding kandungan hara dalam tanah,

karena dalam proses pengerukan terjadi selektivitas, yakni partikel tanah yang

2-7

terkeruk umumnya merupakan partikel-partikel halus seperti liat yang banyak

mengikat unsur hara dan bahan organik tanah.

2. 3 Tata Guna Lahan dan Perubahan Tata Guna Lahan

Peningkatan populasi penduduk dalam suatu wilayah dapat menjadi suatu alasan

untuk menggunakan dan/atau membuka suatu lahan yang tidak sesuai dengan

peruntukkannya. Hal demikian dapat menyebabkan ketidakseimbangan

lingkungan terutama untuk daerah resapan air dan fungsi penampungan air hujan

(danau dan sungai). Peningkatan populasi penduduk juga dapat berujung pada

perluasan lahan untuk keperluan pertanian dan perkebunan sehingga akan terjadi

pembukaan lahan hutan (Skole, 1992 dalam Hadisantosa, 2006). Sementara

perkembangan jaman dan meningkatnya teknologi dapat juga menyebabkan

perubahan tata guna lahan untuk tujuan yang tidak tepat. Sebagai gambaran,

kemajuan teknologi dan kebutuhan masyarakat akibat meningkatnya populasi

penduduk, dapat menyebabkan peningkatan berbagai industri. Pada gilirannya,

peningkatan dan pembangunan lahan industri akan menyebabkan perubahan

lingkungan akibat pencemaran air, udara, dan tanah (Skole, 1992 dalam

Hadisantosa, 2006).

Sumber Daya Alam utama yaitu tanah dan air pada dasarnya merupakan sumber

daya yang dapat diperbaharui, namun mudah mengalami kerusakan atau

degradasi. Kerusakan tanah disebabkan oleh : (1) kehilangan unsur hara dan

bahan organic di daerah perakaran, (2) terkumpulnya garam di daerah perakaran,

(3) penjenuhan tanah oleh air (waterlogging), dan (4) erosi. Kerusakan tanah oleh

salah satu atau lebih proses tersebut menyebabkan berkurangnya kemampuan

tanah untuk mendukung pertumbuhan tanaman atau menghasilkan barang atau

jasa (Riquier, 1977 dalam Suripin, 2004 dalam Triastutiningrum, 2005).

Dalam merencanakan tata guna lahan perlu diperhatikan sejumlah kondisi, antara

lain tanah, air, iklim, dan sebagainya. Kegiatan manusia juga perlu menjadi

2-8

perhatian, baik dalam kehidupan sosial, maupun dalam kehidupan ekonomi.

Pemanfaatan tata guna lahan harus ditentukan melalui pilihan terbaik dan tahapan

perencanaan untuk menggunakan tanah bagi maksud tertentu (Jayadinata, 1999

dalam Hadisantosa, 2006). Dari faktor nilainya, Chapin menggolongkan lahan dan

tanah dalam tiga kelompok, yaitu lahan yang mempunyai (Hadisantosa, 2006) :

1. Nilai keuntungan, yang dihubungkan dengan tujuan ekonomi dan yang

dapat dicapai dengan jual-beli di pasaran bebas.

2. Nilai kepentingan umum, yang berhubungan dengan pengaturan untuk

masyarakat umum dalam perbaikan kehidupan masyarakat.

3. Nilai sosial, yang merupakan hal yang mendasar bagi kehidupan dan

ditentukan oleh penduduk dengan perilaku yang berhubungan dengan

pelestarian, tradisi, kepercayaan, dan sebagainya.

2. 4 Pencemaran Badan Perairan

Sumber-sumber pencemaran pada badan air, terutama sumber pencemar logam

berat dapat berasal dari :

1. Sumber alami.

Logam dapat ditemukan di setaip kerak bumi, dalam bebatuan, tanah, dan

memasuki badan perairan secara alami melalui proses pelapukan dan erosi.

2. Sumber yang berasal dari industri

Proses industri terutama yang berkaitan dengan pertambangan, pembuatan

barang dari logam, serta pelapisan logam, memberikan kontribusi yang

besar pada terjadinya limbah yang mengandung logam berat. Bahan logam

juga dimanfaatkan secara luas pada industri lain sebagai pigmen warna

dalam pembuatan cat dan dye manufacture. Beberapa industri yang

berpotensi dalam pencemaran logam, diantaranya adalah industri kulit,

karet, tekstil, cat, dan kertas.

3. Buangan domestik

Buangan domestik mengandung logam dalam jumlah kecil. Kehadiran

logam tersebut bisa berasal dari kosmetik atau pembersih.

2-9

4. Sumber pertanian

Logam pada buangan dari pertanian berasal dari penggunaan pestisida dan

pupuk.

5. Pertambangan

6. Polusi udara

Hujan asam dengan kandungan beberapa trace elements dapat

mengakibatkan terjadinya pencemaran perairan oleh logam ketika masuk

ke badan perairan.

Besar dampak pencemaran akibat limbah yang masuk dalam lingkungan perairan

dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain (Sutamihardja, 1990 dalam

Wardhani, 2005 dalam Lloyd, 1992) :

• Toksisitas zat pencemar

Daya racun zat pencemar logam terhadap organisme di perairan dapat

diketahui melalui LC-50. LC-50 adalah kadar suatu zat dalam air yang

mampu membunuh 50% hewan uji dalam waktu tertentu, waktu

pengamatan adalah 48 jam atau 96 jam. Makin rendah LC-50, maka

daya racun zat pencemar semakin tinggi.

• Konsentrasi zat pencemar

Tingginya konsentrasi zat pencemar pada badan air akan menyebabkan

paparan zat pencemar yang tinggi pada makhluk hidup.

• Waktu kontak pencemar dan organisme

Waktu kontak dengan zat pencemar akan menentukan jumlah

konsentrasi zat pencemar tersebut dalam tubuh organisme. Meskipun

demikian, setiap organisme mempunyai respon yang berbeda terhadap

zat pencemar. Saat terjadi paparan pada tingkat tertentu, ikan dan nekton

mampu menghindar. Sebaliknya, bentik tidak dapat berpindah

sebagaimana ikan. Namun, pada sungai dengan aliran deras, konsentrasi

zat pencemar pada tubuh bentik akan lebih sedikit karena waktu

kontaknya lebih singkat dibandingkan pada kondisi aliran lemah.

• Volume badan air yang menerima pencemar

2-10

Kapasitas badan perairan sangat berperan dalam proses terjadinya

pengenceran zat pencemar. Makin besar kapasitas sungai, maka

kemampuan sungai untuk melakukan pengenceran semakin baik,

sehingga dapat mengurangi sifat berbahaya dari pencemar pada sungai.

Selain faktor-faktor tersebut, intensitas pencemaran juga bergantung pada

komposisi biologi yang ada pada lingkungan serta sifat-sifat fisik dan

kimiawi media air itu sendiri.

2. 5 Logam Berat

Logam berat ialah logam dalam bentuk padat atau cair, yang mempunyai berat 5

gram/cm3 atau lebih, terletak di sudut kanan bawah sistem periodik, mempunyai

afinitas yang tinggi terhadap unsur belerang (S) dan biasanya bernomor atom 22

sampai 29, perioda 4 sampai 7 (Miettinen, 1977 dalam Marganof, 2003 dalam

Tjokronegoro, 2007).

Logam berat dapat terjadi secara alamiah sebagai hasil dalam siklus biogeokimia.

Logam berat dimanfaatkan untuk berbagai kegiatan seperti kadmium digunakan

dalam kegiatan elektroplating untuk mencegah terjadinya korosi, merkuri sulfida

(sinabar) digunakan untuk menimbulkan warna merah pada kulit. Oleh sebab itu

pencemaran logam berat dapat terjadi akibat kegiatan manusia. Gambar 2.1

berikut ini merupakan siklus biogeokimia logam di lingkungan.

2-11

Gambar 2.1 Siklus biogeokimia logam di lingkungan (Fergusson, 1990 dalam

Oginawati, 2007)

a : aktivitas gunung berapi; b&c: aktivitas cuaca ; d : aerosol; e : terjatuh (solid);

f: out gassing; g: absorpsi gas;h: penguapan; i : pengembunan; j: spray

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) > timbal (Pb) > krom (Cr) > nikel (Ni) > kobalt

(Co) (Sutamihardja, et al. 1982 dalam Marganof, 2003 dalam Tjokronegoro,

2007). Logam berat merupakan salah satu komponen alami pada bumi yang tidak

dapat didegradasi atau dihancurkan. Pada konsentrasi kecil, logam berat dapat

memasuki tubuh melalui makanan, minuman, dan udara. Sebagai trace element,

beberapa logam berat penting untuk mengatur metabolisme dalam tubuh manusia.

Tetapi pada konsentrasi tinggi, logam ini berbahaya dan beracun karena

cenderung mengalami bioakumulasi, yaitu kenaikkan konsentrasi bahan kimia

dalam organisme seiring dengan waktu dibandingkan dengan konsentrasi di

lingkungan.

Senyawa logam berat dalam makhluk hidup terakumulasi, terambil, dan tersimpan

jauh lebih cepat daripada pemutusan antar senyawa atau diekskresikan. Menurut

Darmono (1995), dalam tubuh makhluk hidup logam berat termasuk dalam trace

mineral atau mineral yang jumlahnya sangat sedikit. Toksisitas logam pada

2-12

manusia menyebabkan beberapa akibat negatif, terutama kerusakan jaringan,

khususnya oragn detoksifikasi dan ekskresi (hati dan ginjal). Beberapa logam

bersifat karsinogenik, teratogenik, serta menyerang saraf sehingga dapat

menyebabkan kelainan tingkah laku. Pada manusia yang mengkonsumsi ikan,

urutan toksisitas logam dari tinggi ke rendah adalah Hg2+ > Cd2+ > Ag2+ > Ni2+ >

Pb2+ > As2+ > Cr2+ > Sn2+ > Zn2+. Sedangkan berdasarkan toksisitasnya terhadap

organisme air itu sendiri, urutan toksisitas dari tinggi ke rendah adalah Hg2+ >

Ag2+ > Cu2+ > Zn2+ > Ni2+ > Pb2+ > Cd2+ > As3+ > Cr3+ > Sn2+ > Fe3+ > Mn2+ > Al3+

> Be2+ > Li+.

Beberapa logam termasuk ke dalam trace mineral esensial karena digunakan

untuk aktivitas kerja sistem enzim misalnya Zn, Cu, Fe, dan beberapa unsur

lainnya seperti Co, Mn, dan lain-lain. Beberapa logam bersifat non-esensial dan

bersifat toksik terhadap makhluk hidup, misalnya Hg, Cd, dan Pb (Lenntech,

2005). Sebagaimana logam lainnya, logam berat merupakan elemen yang dapat

melepas satu atau lebih elektron dan menjadi kation dalam air. Beberapa

karakteristik logam adalah sebagai berikut: (Soemirat, 2005) reflektivitas tinggi,

mempunyai kilau logam, konduktivitas listrik tinggi, konduktivitas termal tinggi,

dan mempunyai kekuatan dan kelenturan.

Logam dikelompokkan menjadi logam berat dan logam ringan, logam esensial

dan tidak esensial bagi kehidupan, serta logam trace mineral dan yang bukan

trace mineral. Logam masuk ke tubuh manusia melalui inhalasi atau oral. Logam

yang diabsorpsi lewat gastro-intestinal, akan berdifusi pasif maupun aktif dan

ditranspor ke organ target ataupun bereaksi sehingga terjadi berbagai transformasi

senyawa logam, sehingga efeknya menjadi beragam. Logam akan mengalami

proses pinositos (diminum oleh sel). Logam berat bersifat bioakumulasi dan

biomagnifikasi terhadap makhluk hidup. Bioakumulasi adalah pemupukan

pencemar yang terus menerus dalam organ tubuh. Sedangkan biomagnifikasi

adalah masuknya zat kimia dari lingkungan melalui rantai makanan yang pada

2-13

akhirnya tingkat konsentrasi zat kimia di dalam organisme sangat tinggi dan lebih

tinggi daripada bioakumulasi sederhana (Soemirat, 2005).

Logam dapat diekskresikan, namun dapat pula terakumulasi pada ginjal, usus,

rambut, kuku, atau kulit, tergantung pada pH dan jumlah protein atau asam amino

yang mengikatnya. Sedangkan usus dapat mengekskresikan kadmium, merkuri,

dan timah hitam dari selaput lendirnya secara aktif. Khusus untuk metil-Hg, ia

mengalami sirkulasi antara hati dan usus melalui empedu, dan terus bersirkulasi

sehingga dalam jumlah kecil dapat menyebabkan kerusakkan besar (Soemirat,

2005).

2. 5. 1 Tembaga (Cu)

Tembaga dengan nama kimia cuprum dilambangkan dengan Cu. Unsur logam ini

berbentuk kristal dengan warna kemerahan. Dalam tabel periodik unsur-unsur

kimia, tembaga menempati posisi dengan nomor atom (NA) 29 dan mempunyai

bobot atau berat atom (BA) 63,546.

Tembaga yang masuk ke lingkungan perairan dapat berasal dari peristiwa-

peristiwa alamiah dan sebagai efek samping dari aktivitas yang dilakukan oleh

manusia. Aktivitas manusia, seperti buangan industri, merupakan salah satu jalur

yang mempercepat terjadinya peningkatan kelarutan Cu dalam badan perairan.

Tembaga banyak digunakan pada pabrik yang memproduksi alat-alat listrik, gelas

dan zat warna yang biasanya bercampur dengan logam lain sebagai alloy, seperti

perak, kadmium, timah putih dan seng. Sedangkan garam tembaga banyak

digunakan dalam bidang pertanian, misalnya larutan ’Bordeaux’ yang

mengandung 1-3% tembaga sulfat (CuSO4) digunakan untuk membasmi jamur

pada pohon buah-buahan. Tembaga sulfat ini sering digunakan pula untuk

membasmi siput (moluskisida) sebagai inang dari parasit cacing, juga untuk

mengobati penyakit kuku pada domba (Darmono, 1995).

2-14

Dalam kondisi normal, keberadaan Cu dalam perairan ditemukan dalam bentuk

senyawa ion CuCO3+, CuOH+, dan lain-lain. Biasanya jumlah Cu yang terlarut

dalam badan perairan adalah 0,002 ppm sampai 0,005 ppm. Bila dalam badan

perairan terjadi peningkatan kelarutan Cu, sehingga melebihi nilai ambang yang

seharusnya, maka akan terjadi peristiwa ”biomagnifikasi” terhadap biota-biota

perairan. Peristiwa biomagnifikasi ini akan dapat ditunjukkan melalui akumulasi

Cu dalam tubuh biota perairan tersebut. Akumulasi dapat terjadi sebagai akibat

dari telah terjadinya konsumsi Cu dalam jumlah berlebihan, sehingga tidak

mampu dimetabolisme tubuh (Palar, 2004).

Tembaga dapat ditemukan di berbagai jenis makanan, air minum dan di udara.

Oleh karenanya, manusia dapat mengabsorbsi tembaga setiap harinya dari makan,

minum dan bernapas. Tembaga merupakan unsur penting bagi kesehatan manusia.

Namun, tembaga dalam jumlah yang terlalu besar dapat menyebabkan masalah

kesehatan.

Tembaga merupakan salah satu logam berat yang sangat beracun bagi ikan. Efek

khronis tembaga pada ikan meliputi: inhibisi aktivitas enzim asetilkolinesterase;

perubahan sel ginjal; pengurangan pertumbuhan; dan pengurangan respon imun

(Ariesyady, 2000).

Pada manusia, efek keracunan utama yang ditimbulkan akibat terpapar oleh debu

atau uap logam Cu adalah terjadinya gangguan pada jalur pernafasan sebelah atas.

Efek keracunan yang ditimbulkan akibat terpapar oleh debu atau uap Cu tersebut

adalah terjadinya kerusakan atropik pada selaput lender yang berhubungan dengan

hidung. Kerusakan itu merupakan akibat dari gabungan sifat iritatif yang dimiliki

oleh debu atau uap Cu tersebut.

Sumber-sumber dari keberadaan debu atau uap Cu di udara sangat banyak.

Namun yang terpenting diantaranya adalah yang berasal dari industri peleburan

bijih Cu dan pengelasan logam-logam yang mengandung Cu. Hal ini disebabkan

2-15

kedua kegiatan tersebut merupakan pekerjaan yang paling banyak melepaskan

debu dan uap Cu ke udara.

Pemaparan tembaga dalam jangka waktu lama dapat menyebabkan iritasi pada

hidung, mulut dan mata, serta dapat menyebabkan sakit kepala, sakit perut,

pusing-pusing dan muntah-muntah. Absorpsi tembaga secara intensif dalam

jumlah yang besar dapat mengakibatkan kerusakan pada hati dan ginjal, bahkan

kematian (Lenntech, 2005).

Gejala keracunan akut akibat tembaga melalui sistem pencernaan meliputi rasa

terbakar, pusing dan diare. Selain itu, toksisitas akut tembaga juga mengakibatkan

cacat pada saluran gastrointestinal dan induksi haemolytic anemia. Inhalasi

tembaga menyebabkan gejala silikosis dan alergi kontak dermatitis.

Toksisitas khronis tembaga ditandai dengan adanya akumulasi tembaga dalam

hati, otak dan ginjal, yang menyebabkan haemolytic anemia dan abnormalitas

sistem saraf (Ariesyady, 2000). Keracunan Cu secara khronis dapat dilihat dengan

timbulnya penyakit Wilson dan Kinsky. Gejala dari penyakit Wilson ini adalah

terjadi hepatic cirrhosis, kerusakan pada otak, dan dernyelinasi, serta terjadinya

penurunan kerja ginjal dan pengendapan Cu dalam kornea mata. Penyakit Kinsky

dapat diketahui dengan terbentuknya rambut yang kaku dan berwarna kemerahan

pada penderita.

2. 5. 2 Kromium (Cr)

Kata kromium berasal dari Bahasa Yunani (=Chroma) yang berarti warna. Dalam

bahan kimia, kromium dilambangkan dengan ”Cr”. Kromium mempunyai nomor

atom (NA) 24 dan berat atom (BA) 51,996. Logam Cr pertama kali ditemukan

oleh Vagueline pada tahun 1797. Kromium (Cr) selalu berada dalam kondisi

berikatan dengan unsur lain, seperti silika, besi oksida, dan magnesium oksida.

2-16

Sumber utama dari masuknya Cr ke lapisan udara dari suatu strata lingkungan

adalah dari pembakaran dan mobilisasi batu bara dan minyak bumi. Dari

pembakaran yang dilakukan terhadap batu bara, akan dilepaskan Cr ke udara

sebesar 10 ppm, sedangkan dari pembakaran minyak bumi akan dilepaskan Cr ke

udara sebesar 0,3 ppm.

Dalam badan perairan Cr dapat masuk melalui dua cara, yaitu secara alamiah dan

nonalamiah. Masuknya Cr secara alamiah dapat terjadi disebabkan oleh faktor

fisika, seperti erosi (pengikisan) yang terjadi pada batuan mineral. Disamping itu,

debu-debu dan partikel-partikel Cr yang ada di udara akan dibawa turun oleh air

hujan. Masukan Cr yang terjadi secara nonalamiah lebih merupakan dampak dari

aktivitas yang dilakukan oleh manusia. Sumber-sumber Cr yang berkaitan dengan

aktivitas manusia dapat berupa limbah atau buangan industri sampai buangan

rumah tangga. Cr terbentuk dari hasil akhir krom electroplating, industri penghasil

kromat, industri mobil, pesawat, lokomotif, tanning, fotografi, dan lain-lain.

Berdasarkan pada penelitian yang telah dilakukan pada tahun 1973 terhadap

endapan di Sungai Ottawa dan Rideau di kanada, ditemukan kandungan Cr

sebesar 20-22 ppm. Logam Cr yang terdapat pada sedimen di kedua sungai

tersebut berasal dari buangan industri dan buangan rumah tangga. Selain dari

logam Cr juga ditemukan logam-logam lain seperti logam Cd, Hg, Zn dan Cu

(Oliver, 1973).

Penelitian lain yang pernah dilakukan terhadap endapan lumpur pada badan

perairan adalah di perairan Teluk New York. Posisi pengambilan sampling

ditentukan sebanyak 17 titik dan di permukaan secara acak. Pada penelitian

tersebut jumlah rata-rata endapan Cr sebesar 5,8 ppm. Rentang endapan tersebut

berkisar dari 0,335 ppm sampai 37,9 ppm. Sedangkan standar normal dari

kandungan Cr yang terlarut dalam perairan adalah 0,04 ppm (Pearce, 1969).

2-17

Logam kromium dan kromium trivalen bersifat stabil dan non-toksik, sedangkan

senyawa heksavalent yang larut dalam air bersifat irritant, korosif, dan beracun

bagi manusia. Organ target yang dapat terganggu dengan keberadaan kromium

antara lain, organ respirasi, larynx, bronchi dengan paparan inhalasi atau kontak

langsung dengan kulit. Sedangkan efek Cr pada manusia adalah dapat

mengakibatkan carcinoma dan dermatitis.

2. 5. 3 Kadmium (Cd)

Logam Cd atau kadmium mempunyai penyebaran yang sangat luas di alam.

Hanya ada satu jenis mineral kadmium di alam, yaitu greennockite (CdS) yang

selalu ditemukan bersamaan dengan mineral spalerite (ZnS). Berdasarkan sifat

fisiknya, Cd merupakan logam lunak, ductile, berwarna putih seperti putih perak.

Logam ini akan kehilangan kilapnya bila berada dalam udara yang basah atau

lembab serta akan cepat mengalami kerusakan bila dikenai oleh uap ammonia

(NH3) dan sulfur hidroksida (SO2). Sedangkan berdasar pada sifat kimianya,

logam Cd didalam persenyawaan yang dibentuknya pada umumnya mempunyai

bilangan valensi 2+ dan sangat sedikit yang bervalensi 1+.

Kadmium mempunyai sifat tahan panas sehingga sangat baik untuk campuran

pembuatan bahan-bahan keramik, enamel dan plastik. Kadmium sangat tahan

terhadap korosi sehingga baik untuk melapisi pelat besi dan baja. Logam ini juga

biasa digunakan dalam proses elektrolisis. Bentuk garam kadmium dari asam

lemah sangat baik untuk stabilisator pada pembuatan PVC ataupun plastik untuk

mencegah radiasi dan oksidasi. Kadmium dan nikel juga dapat digunakan untuk

pembuatan aki (baterai) Cd-Ni baterai (Darmono, 1995). Prinsip dasar dalam

penggunaan kadmium adalah sebagai bahan ’stabilisasi’ sebagai bahan pewarna

dalam industri plastic dan electroplating.

Menurut Fergusson (1990), logam Cd berada di atmosfer disebabkan adanya

pembakaran batu bara dan minyak, produksi semen, industri (produksi kadmium),

2-18

sedangkan di litosfer atau hidrosfer sumber kadmium dapat berasal dari

electroplating, pupuk fosfat, pigmen, air buangan dan air hujan. Kadmium berada

di atmosfer, litosfer, biosfer, hidrosfer dan sedimen dalam bentuk (species) yang

spesifik.

Logam kadmium (Cd) dan bermacam-macam bentuk persenyawaannya dapat

masuk ke lingkungan, terutama sekali merupakan efek sampingan dari aktifitas

yang dilakukan oleh manusia. Boleh dikatakan bahwa semua bidang industri yang

melibatkan Cd dalam proses industrinya akan menjadi sumber pencemaran Cd.

Penelitian yang pernah dilakukan oleh Klein pada tahun 1974 (Klein et. Al, 1974),

dapat diketahui kandungan rata-rata Cd dalam air buangan rumah tangga dan

buangan industri ringan, seperti terlihat pada Tabel 2. 1.

Tabel 2. 1 Kandungan Cd dalam beberapa jenis air buangan (Klein et al. 1974)

Jenis Industri Konsentrasi Cd (ppm)

Pengolahan Roti 11

Pengolahan Ikan 14

Makanan Lain 6

Minuman Ringan 3

Pencelupan Tekstil 30

Bahan Kimia 27

Pengolahan Lemak 6

Bakery 2

Minuman 5

Es Krim 31

Pengolahan dan Pencelupan Bulu

Binatang

115

Laundry 134

Kadmium dapat memasuki tubuh manusia terutama melalui makanan. Berbagai

jenis makanan dengan kandungan kadmium yang tinggi dapat menyebabkan

2-19

peningkatan konsentrasi kadmium pada tubuh manusia, misalnya hati, jamur,

kerang, bubuk coklat dan rumput laut yang dikeringkan.

Kadmium ditransportasikan ke hati melalui darah. Di hati, kadmium berikatan

dengan protein yang kemudian ditransportasikan menuju ginjal. Kadmium

berakumulasi di ginjal sehingga menyebabkan kerusakan mekanisme penyaringan

yang dilakukan oleh ginjal. Hal ini menyebabkan ekskresi protein-protein dan

gula-gula esensial dari tubuh dan lebih jauh dapat menyebabkan kerusakan ginjal.

Gambar 2. 2 menunjukkan siklus biogeokimia kadmium di alam.

Gangguan kesehatan lainnya yang dapat disebabkan oleh kadmium adalah diare,

sakit perut dan muntah-muntah, tulang retak, kerusakan sistem saraf pusat, dan

kerusakan sistem kekebalan. Kemungkinan kerusakan DNA atau kanker

(Lenntech, 2005).

2-20

Gambar 2. 2 Siklus biogeokimia kadmium (Cd) (Fergusson, 1990 dalam

Triastutiningrum, 2005)

2. 4 Bioakumulasi Logam Berat

Bioakumulasi adalah penumpukan pencemar yang terus menerus dalam organ

tubuh (Soemirat, 2003). Bioakumulasi adalah proses terkumpulnya senyawa pada

organisme akuatik, baik melalui air maupun makanan.

2-21

Menurut Forstner dan Prosi (1979) dalam Oldewage dan Marx (2000) dalam

Tjokronegoro (2007), efek berbahaya dari logam berat sebagai suatu polutan

merupakan hasil dari proses biodegradasi yang tidak sempurna sehingga logam-

logam tersebut cenderung untuk berakumulasi pada lingkungan akuatik. Karena

logam berat bersifat non-biodegradable, maka logam-logam tersebut dapat

dibioakumulasikan oleh ikan, baik melalui air di sekitarnya atau melalui proses

pencernaan makanan (Patrick dan Loutit, 1978; Kumar dan Mathur, 1991 dalam

Oldewage dan Marx, 2000) dalam Tjokronegoro (2007).

Profil pencemaran logam berat akan menunjukkan bagaimana kecenderungan

konsentrasi logam berat yang terdapat pada media termasuk air dan sedimen

berdasarkan sumber-sumber pencemaran yang berupa Point Source (PS)

Pollutants ataupun Non Point Source (NPS) Pollutants dari hulu ke hilir.