TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN
-
Upload
qonita-hafidz -
Category
Documents
-
view
285 -
download
10
description
Transcript of TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN
TUGAS MATA KULIAH
TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN
LOGAM BERAT DAN DAYA KERJA
Disusun oleh:
IMAM SHOFID A. (M0311038)
FRILIA ELFANI P. (M0312023)
QONITA HAFIDZ (M0312057)
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2015
1
1. Pendahuluan
Perkembangan IPTEK memacu terjadinya pencemaran lingkungan baik
pencemaran air, tanah dan udara. Pencemaran air yang diakibatkan oleh
dampak perkembangan industri harus dapat dikendalikan, karena bila tidak
dilakukan sejak dini akan menimbulkan permasalahan yang serius bagi
kelangsungan hidup manusia maupun alam sekitarnya. Salah satu hal yang
perlu dilakukan dalam pengendalian dan pemantauan dampak lingkungan
adalah melakukan analisis unsur-unsur dalam ikan air tawar, terutama Pb, Cu,
dan Cd. Pencemaran logam-logam tersebut dapat mempengaruhi dan
menyebabkan penyakit pada konsumen, karena di dalam tubuh unsur yang
berlebihan akan mengalami detoksifikasi sehingga membahayakan manusia.
Logam berat umumnya bersifat racun terhadap makhluk hidup walaupun
beberapa diantaranya diperlukan dalam jumlah kecil. Melalui berbagai
perantara, seperti udara, makanan, maupun air yang terkontaminasi oleh logam
berat, logam tersebut dapat terdistribusi ke bagian tubuh manusia dan sebagian
akan terakumulasikan. Jika keadaan ini berlangsung terus menerus, dalam
jangka waktu lama dapat mencapai jumlah yang membahayakan kesehatan
manusia.
Sumber dari logam berat yang biasanya masuk ke dalam tubuh biasanya
berasal dari sayur-sayuran dan buah-buahan yang ditanam di lingkungan yang
tercemar atau daging dari ternak yang makan rumput yang sudah mengandung
logam berat yang sangat berbahaya bagi kesehatan manusia. Bisa pula dari
industri yang menggunakan bahan logam berat yang tidak memperhatikan
keselamatan lingkungan, terutama dalam membuang limbahnya.
2. Logam Berat
2.1. Definisi Logam Berat
Logam berat ialah unsur logam dengan berat molekul tinggi. Dalam kadar
rendah logam berat pada umumnya sudah beracun bagi tumbuhan dan hewan,
2
termasuk manusia. Termasuk logam berat yang sering mencemari habitat ialah
Hg, Cr, Cd, As, dan Pb. (Am.geol.Inst., 1976).
Berdasarkan sudut pandang toksikologi, logam berat dapat dibagi dalam
dua jenis (Darmono, 1995) :
1. Logam berat esensial, di mana keberadaannya dalam jumlah tertentu
sangat dibutuhkan oleh organisme hidup, namun dalam jumlah yang
berlebihan dapat menimbulkan efek racun. Contoh logam berat ini
adalah Zn, Cu, Fe, Co, Mn, dan lain sebagainya.
2. Logam berat tidak esensial atau beracun, di mana keberadaannya dalam
tubuh masih belum diketahui manfaatnya atau bahkan dapat bersifat
racun, seperti Hg, Cd, Pb, Cr dan lain-lain.
2.2. Tingkat Toksisitas Logam Berat
Berdasarkan toksisitas logam berat dapat dikelompokan ke dalam 3
kelompok, yaitu (Darmono, 1995):
1. Bersifat toksik tinggi yang terdiri dari atas unsur-unsur Hg, Cd, Pb, Cu,
dan Zn.
2. Bersifat toksik sedang terdiri dari unsur-unsur Cr, Ni, dan Co.
3. Bersifat tosik rendah terdiri atas unsur Mn dan Fe.
2.3. Ciri-Ciri Logam Berat
Secara umum logam berat telah digunakan secara luas terutama dalam
bidang kimia dan industri. Menurut palar (1994), secara umum logam berat
memiliki ciri-ciri sebagai berikut:
a. Memiliki kemampuan yang baik sebagai penghantar daya listrik
(konduktor).
b. Memiliki rapat massa yang tinggi.
c. Dapat membentuk alloy dengan logam lainnya.
d. Untuk logam yang padat dapat ditempa dan dibentuk.
3
2.4. Senyawa Toksik dalam dunia Industri
Dalam dunia industri, bahan kimia seperti logam berat pun banyak
digunakan sebagai bahan utama, antara lain (Darmono, 1995) :
1. Timbal (Pb)
Logam Pb banyak digunakan pada industri baterai, kabel, cat (sebagai
zat pewarna), penyepuhan, pestisida, dan yang paling banyak digunakan
sebagai zat antiletup pada bensin. Pb juga digunakan sebagai zat penyusun
patri atau solder dan sebagai formulasi penyambung pipa yang
mengakibatkan air untuk rumah tangga mempunyai banyak kemungkinan
kontak dengan Pb.
2. Tembaga (Cu)
Logam Cu yang digunakan di pabrik biasanya berbentuk organik dan
anorganik. Logam tersebut digunakan di pabrik yang memproduksi alat-
alat listrik, gelas, dan zat warna yang biasanya bercampur dengan logam
lain seperti alloi dengan Ag, Cd, Sn, dan Zn. Sealain itu, garam Cu banyak
digunakan dalam bidang pertanian, misalnya sebagai larutan “Bordeaux”
yang mengandung 1-3% CuSO4 untuk membasmi jamur pada sayur dan
tumbuhan buah. Senyawa CuSO4 juga sering digunakan untuk membasmi
siput sebagai inang dari parasit, cacing, dan juga mengobati penyakit kuku
pada domba.
3. Merkuri (Hg)
Pada dunia industri, logam ini digunakan sebagai mercury oksida
(HgO) dan mercury sulfida (HgS) sebagai zat pewarna dan bahan kosmetik
(kream pemutih) diduga juga untuk pewarna bibir dan krim antiseptik
digunakan secara meluas dalam produk lampu neon, baterai, thermometer,
industri pembuatan cat, pembuatan gigi palsu, peleburan emas, pembasmi
serangga (racun tikus) dan lain-lain.
Selain itu, logam ini juga digunakan secara luas untuk mengekstrak
emas dari bijihnya, baik sebelum maupun sesudah proses sianidasi
digunakan. Ketika Hg dicampur dengan bijih tersebut, Hg akan
membentuk amalgam dengan emas atau perak. Untuk mendapatkan emas
4
dan perak, amalgam tersebut harus dibakar untuk menguapkan
merkurinya.
4. Arsen (As)
Arsenik sudah dikenal sejak lama dan sangat beracun banyak
digunakan sebagai racun pembunuh. Arsen banyak digunakan dalam
industri metalurgi, pabrik gelas, produksi bahan warna (pigmen) dan
industri yang memproduksi bahan kimia arsen.
5. Kadmium (Cd)
Kadmium telah digunakan secara meluas pada berbagai industri antara
lain pelapisan logam, peleburan logam, pewarnaan, baterai, minyak
pelumas, bahan bakar. Bahan bakar dan minyak pelumas mengandung Cd
sampai 0,5 ppm, batubara mengandung Cd sampai 2 ppm, pupuk
superpospat juga mengandung Cd bahkan ada yang sampai 170 ppm.
Limbah cair dari industri dan pembuangan minyak pelumas bekas yang
mengandung Cd masuk ke dalam perairan laut serta sisa-sisa pembakaran
bahan 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
atau kurang dari 1 mg/kg sedimen laut.
6. Khromium (Cr)
Khromium (Cr) adalah metal kelabu yang keras. Khromium terdapat
pada industri gelas, metal, fotografi, dan elektroplating. Dalam bidang
industri, khromium diperlukan dalam dua bentuk, yaitu khromium murni
dan aliasi besi-besi khromium yang disebut ferokromium sedangkan logam
khromium murni tidak pernah ditemukan di alam. Khromium sendiri
sebetulnya tidak toksik, tetapi senyawanya sangat iritan dan korosif.
Inhalasi khromium dapat menimbulkan kerusakan pada tulang hidung. Di
dalam paru-paru, khromium ini dapat menimbulkan kanker. Sebagai logam
berat, khrom termasuk logam yang mempunyai daya racun tinggi. Daya
racun yang dimiliki oleh khrom ditentukan oleh valensi ionnya. Logam
Cr6+ merupakan bentuk yang paling banyak dipelajari sifat racunnya
dikarenakan Cr6+ merupakan toxic yang sangat kuat dan dapat
5
mengakibatkan terjadinya keracunan akut dan keracunan kronis.
(Soemirat, 2002).
Khromium mempunyai konfigurasi electron 3d54s1, sangat keras,
mempunyai titik leleh dan titik didih tinggi diatas titik leleh dan titik didih
unsur-unsur transisi deret pertama lainnya. Bilangan oksidasi yang
terpenting adalah +2, +3 dan +6. jika dalam keadaan murni melarut dengan
lambat sekali dalam asam encer membentuk garam kromium (II).
(Achmad, Hiskia, 1992).
Senyawa-senyawa yang dapat dibentuk oleh khromium mempunyai
sifat yang berbeda-beda sesuai dengan valensi yang dimilikinya. Senyawa
yang terbentuk dari logam Cr+2 akan bersifat basa, dalam larutan air
kromium (II) adalah reduktor kuat dan mudah dioksidasi diudara menjadi
senyawa khromium (III) dengan reaksi :
2 Cr2+ (aq) + 4H+ (aq) + O2 (g) + 2 Cr3+ (aq) + 2 H2O (l) ……….. (1)
Senyawa yang terbentuk dari ion khromium (III) atau Cr3+ bersifat
amporter dan merupakan ion yang paling stabil di antara kation logam
transisi yang lainnya. Senyawa yang terbentuk dari ion logam Cr6+ akan
bersifat asam. Cr3+ dapat mengendap dalam bentuk hidroksida. Khrom
hidroksida ini tidak terlarut dalam air pada kondisi pH optimal 8,5–9,5
akan tetapi akan melarut lebih tinggi pada kondisi pH rendah atau asam.
Cr6+ sulit mengendap, sehingga dalam penanganannya diperlukan zat
pereduksi dari Cr6+ menjadi Cr3+. (Palar,1994).
7. Seng (Zn)
Seng (Zn) adalah metal yang didapat antara lain pada industri alloy,
keramik, pigmen, karet, dan lain-lain. Toksisitas Zn pada hakekatnya
rendah. Tubuh memerlukan Zn untuk proses metabolisme, tetapi dalam
kadar tinggi dapat bersifat racun. Seng menyebabkan warna air menjadi
opalescent, dan bila dimasak akan timbul endapan seperti pasir. (Soemirat,
Juli, 2002).
Seng adalah suatu bluish-white, metal berkilauan, Zinc merupakan
logam seperti perak banyak digunakan dalam industri baja supaya tahan
6
karat, membuat kuningan, membuat kaleng yang tahan panas dan
sebagainya. Rapuh pada suhu lingkungan tetapi lunak pada suhu 100-
150°C. Merupakan suatu konduktur listrik dan terbakar tinggi di dalam
udara pada panas merah-pijar.
Logam seng (Zn) tersedia secara commercially jadi tidak secara
normal untuk membuatnya di dalam laboratorium. Kebanyakan produksi
seng didasarkan bijih sulfid. Zn dipanggang didalam pabrik industri untuk
membentuk oksida seng, ZnO. Ini dikurangi dengan karbon untuk
membentuk seng metal, tetapi diperlukan practice ingenious technology
untuk memastikan bahwa seng yang dihasilkan tidak mengandung oksida
tak murni.
ZnO + C → Zn + CO …………………….(2)
ZnO + CO → Zn + CO2 …………………….(3)
CO2 + C → 2CO …………………….(4)
Tipe lain dari ekstrasi adalah electrolytic. Penguraian dari zinc oxide
mentah, ZnO, di dalam sulphuric acid menjadi zinc sulfate, ZnSO4. Solusi
dari elektrolisi ZnSO4 menggunakan katoda aluminium dan dicampur
timah dengan anoda perak membentuk logam seng murni yang dilapisi
aluminium. Gas oksigen dibebaskan pada anoda.
3. Efek Logam Berat terhadap Kesehatan Manusia
Hg mempunyai bentuk kimiawi yang berbeda-beda dalam
menimbulkan keracunan pada mahluk hidup, sehingga menimbulkan gejala
yang berbeda pula. Toksisitas Hg dalam hal ini dibedakan menjadi dua
bagian,yaitu toksisitas organik dan anorganik. Pada bentuk anorganik, Hg
berikatan dengan satu atom karbon atau lebih, sedangkan dalam bentuk
organik, dengan rantai alkil yang pendek. Senyawa tersebut sangat stabil
dalam proses metabolisme dan mudah menginfiltrasi jaringan yang sukar
ditembus, misalnya otak dan plasenta. Senyawa tersebut mengakibatkan
kerusakan jaringan yang irreversible, baik pada orang dewasa maupun anak
(Darmono,1995).
7
Toksisitas Hg anorganik menyebabkan penderita biasanya mengalami
tremor. Jika terus berlanjut dapat menyebabkan pengurangan pendengaran,
penglihatan,atau daya ingat.Senyawa merkuri organik yang paling populer
adalah metil merkuri yang berpotensi menyebabkan toksisitas terhadap
sistem saraf pusat. Kejadian keracunan metil merkuri paling besar pada
makhluk hidup timbul di tahun 1950-an di Teluk Minamata, Jepang yang
terkenal dengan nama Minamata Disease.
Timbal (Pb) dapat masuk ke dalam tubuh melalui pernapasan, makanan, dan
minuman. Accidental poisoning seperti termakannya senyawa timbal dalam
konsentrasi tinggi dapat mengakibatkan gejala keracunan timbal seperti
iritasi gastrointestinal akut, rasa logam pada mulut, muntah, sakit perut, dan
diare.
Menurut Darmono (1995), Pb dapat mempengaruhi sistem saraf,
inteligensia, dan pertumbuhan. Pb di dalam tubuh terikat pada gugus SH
dalam molekul protein dan hal ini menyebabkan hambatan pada aktivitas
kerja sistem enzim. Efek logam Pb pada kesehatan manusia adalah
menimbulkan kerusakan otak, kejang-kejang, gangguan tingkah laku, dan
bahkan kematian. Toksisitas logam Cu pada manusia, khususnya anak-anak,
biasanya terjadi karena CuSO4. Beberapa gejala keracunan Cu adalah sakit
perut, mual, muntah, diare, dan beberapa kasus yang parah dapat
menyebabkan gagal ginjal dan kematian (Darmono, 1995).
Senyawa arsen sangat sulit dideteksi karena tidak memiliki rasa yang khas
atau ciri-ciri pemaparan lain yang menonjol. Gejala keracunan senyawa
arsen terutama adalah sakit di kerongkongan, sukar menelan, menyusul rasa
nyeri lambung dan muntah-muntah. Kompensasi dari pemaparan arsen
terhadap manusia adalah kanker, terutama kanker paru-paru dan hati.
Terpapar arsen di udara juga dapat menyebabkan pembentukan kanker kulit
pada manusia.
8
4. Pencemaran Logam Berat
Pencemaran logam berat merupakan permasalahan yang sangat serius
untuk ditangani, karena merugikan lingkungan dan ekosistem secara umum.
Sejak kasus merkuri di Minamata Jepang pada 1953, pencemaran logam berat
semakin sering terjadi dan semakin banyak dilaporkan. Agen Lingkungan
Amerika Serikat (EPA) melaporkan, terdapat 13 elemen logam berat yang
diketahui berbahaya bagi lingkungan. Di antaranya arsenik (As), timbal (Pb),
merkuri (Hg), dan kadmium (Cd). Logam berat sendiri sebenarnya merupakan
unsur esensial yang sangat dibutuhkan setiap makhluk hidup, namun beberapa
di antaranya (dalam kadar tertentu) bersifat racun. Di alam, unsur ini biasanya
terdapat dalam bentuk terlarut atau tersuspensi (terikat dengan zat padat) serta
terdapat sebagai bentuk ionik. Dampak dari pencemaran logam berat ini sering
dilaporkan.
Logam berat yang masuk ke sistem perairan, baik di sungai maupun
lautan akan dipindahkan dari badan airnya melalui tiga proses yaitu
pengendapan, adsorbsi, dan absorbsi oleh organisme-organisme perairan
(Bryan, 1976). Pada saat buangan limbah industri masuk ke dalam suatu
perairan maka akan terjadi proses pengendapan dalam sedimen. Hal ini
menyebabkan konsentrasi bahan pencemar dalam sedimen meningkat. Logam
berat yang masuk ke dalam lingkungan perairan akan mengalami
pengendapan, pengenceran dan dispersi, kemudian diserap oleh organisme
yang hidup di perairan tersebut. Pengendapan logam berat di suatu perairan
terjadi karena adanya anion karbonat hidroksil dan klorida (Hutagalung,
1984). Logam berat mempunyai sifat yang mudah mengikat bahan organik
dan mengendap di dasar perairan dan bersatu dengan sedimen sehingga kadar
logam berat dalam sedimen lebih tinggi dibanding dalam air (Hutagalung,
1991).
9
5. Sumber Pencemaran Logam Berat di Lingkungan
5.1. Sumber pencemaran logam berat
Sumber pencemaran logam berat dibagi menjadi dua sumber yaitu sumber
alami dan sumber buatan. Sumber alami :
1. Berasal dari daerah pantai, yang bersumber dari sungai, abrasi
pantai oleh aktifitas gelombang.
2. Berasal dari logam yang dibebaskan oleh aktivitas gunung berapi
dan logam yang dibebaskan oleh proses kimiawi.
3. Berasal dari lingkungan daratan dan dekat pantai, termasuk logam
yang ditransportasi oleh ikan dari atmosfir berupa partikel debu.
Sumber buatan : Logam-logam berat yang dibebaskan oleh proses-proses
industri atau kegiatan pertambangan. Logam berat seperti ; Merkuri (Hg),
Cadmium (Cd), Plumbum (Pb), Chromium (Cr), Cufrun (Cu), Cobalt (Co)
sangat berbahaya bila kadarnya yang terlarut dalam tubuh manusia cukup
tinggi atau melebihi ambang batas baku. Logam-logam berat ini bersifat
sangat toxic (beracun) yang dapat masuk ke tubuh manusia melalui
beberapa cara yaitu dari makanan, melalui pernafasan dan penetrasi melalui
kulit.
5.2. Sumber pencemaran lingkungan akibat logam dan limbah berbahaya
1. Timbal (Pb)
Penggunaan Pb dalam industri kimia cukup luas antara lain, dalam
industri baterai, industri keramik, industri cat. Selain itu meningkatnya
konsentrasi Pb di udara dapat berasal dari hasil pembakaran bahan bakar
bensin dalam berbagai senyawa Pb terutama PbBrCl dan PbBrCl.2PbO.
Senyawa Pb halogen terbentuk selama pembakaran bensin, karena dalam
bensin yang sering ditambahkan cairan anti letupan (anti ketok) yang
terdiri dari 62% TEL, 18% etildiklorida dan 2% bahan-bahan lainnya.
Senyawa yang berperan sebagai zat anti ketok adalah timbal oksida.
Timbal oksida ini terdapat dakam partikel-partikel yang tersebar dala
10
ruang bakar bensin Senyawa Pb sukar larut dalam air tetapi mudah larut
dalam minyak atau lemak (Fardiaz, 1992).
2. Merkuri (Hg)
Sumber utama Merkuri (Hg) di atmosfer adalah penguapan Hg dari
tanah dan air, disamping itu pembakaran "fossil-fuels" terutama batu
bara. Kadar Hg diudara akan naik dapat disebabkan oleh pembuangan
sampah padat seperti termo meter Hg, Switch listrik, dan battery juga
pemakaian cat yang mengandung Hg, anti jamur dan pestisida serta
pembakaran limbah minyak. Sumber utama pada air adalah dari buangan
industri (terutama industri tambang emas) dan proses pelapukan batuan
karena pengaruh iklim.
3. Cadmium (Cd)
Tahun 1947, masyarakat Jepang yang berdiam di pinggiran sungai
Jintsu, Toyama, juga terjangkit penyakit yang aneh semacam penyakit
rematik. Biasanya penyakit nyeri tulang ini disebut penyakit “ Ita-ita “.
Tahun 1968 setelah para ahli melakukan penelitian diketahui bahwa
penyakit ini disebabkan oleh racun limbah logam Cadmium (Cd) dari
Perusahaan Tambang Mitsui dan Perusahaan Pemisahaan Logam
Kamioka. Racun Cadmium (Cd) awalnya dimulai dengan perubahan
warna kuning pada gigi, kemudian diikuti gangguan pada rongga hidung,
bersin, hilangnya indra penciuman, dan mulut menjadi kering. Tanda-
tanda yang paling khas dari penyakit ini adalah nyeri pada punggung dan
otot kaki. Logam berat Cadmium paling banyak dalam bentuk Cd
bervalensi H, yang berikatan dengan gugus anorganik (halida, oksida,
sulfida). Cadmium (Cd) dengan gugusan karbonat, sulfida dan hidroksida
mempunyai kelarutan yang sangat rendah sehingga Cadmium (Cd) di
lingkungan perairan banyak terdapat dalam sedimen.Cadimium (Cd)
biasanya dihasilkan sebagai produk industri seng dan keperluan industri
tambang lainnya dan dapat ditemukan pada : (1) endapan sulfide
terutama biji seng;(2) endapan biji timbal dan tembaga ;(3) batu bara
yang mengandung belerang tinggi.
11
4. Chromium (Cr)
Logam Chromium (Cr) juga beracun bagi manusia. Pengaruh racun
ini pada awalnya juga diketahui di Jepang pada tahun 1960, dimana
masyarakat yang tinggal di daerah sekitar pabrik Kiryama, Nippon-
Denko Concern di Pulau Hokkaido banyak menderita penyakit kanker
paru-paru. Awalnya penyakit ini tidak diketahui penyebabnya, setelah
melalui penelitian ternyata Kesehatan Lingkungan 2 of 5 penyakit
tersebut diketahui sebagai akibat dari masyarakat menghirup limbah debu
Industri tersebut di atas yang mengandung Chromium Bervalensi IV
(Cr+4) dan (Cr+6).
5. Arsen
Sumber 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 diudara.
2. Pusat listrik tenaga panas bumi (geothermal) yang dapat
menyebabkan kontaminasi arsen pada udaraambient
12
3. Pupuk yang di dalamnya mengandung arsen.
6. Daya Kerja Toksisikan dalam Metabolisme Manusia
6.1. Mekanisme Toksisitas Logam Berat pada Metabolisme Tubuh
Metabolisme atau biotransformasi merupakan suatu proses atau
peristiwa kinerja yang terjadi dalam tubuh setiap organisme untuk dapat
bertahan hidup dan berkembang biak. Dalam peristiwa ini, semua bahan
yang masuk ke dalam tubuh akan diolah untuk dapat dimanfaatkan oleh
tubuh. Metabolisme atau bio-transformasi dari bahan-bahan beracun
merupakan faktor penentu utama terhadap daya racun dari zat terkait.
Melalui proses biotransformasi ini, bahan-bahan beracun yang masuk ke
dalam tubuh akan mengalami peningkatan daya racunnya atau malah akan
mengalami penurunan dari daya racun yang dimilikinya.
Proses biotransformasi ini dapat dikelompokkan (diklasifikasikan) dalam 3
bentuk proses bio-transformasi, yaitu :
1. Transformasi yang bersifat destruktif (oksidasi, reduksi,
dan hidrolisis)
2. Transformasi yang bersifat sintesis (konjugasi)
3. Transformasi yang bersifat induksi enzim.
Logam berat menjadi bahaya disebabkan system bioakomulasi.
Bioakumulasi adalah peningkatan konsentrasi zat kimia dalam tubuh
mahluk hidup dalam waktu ke waktu, dibandingkan dengan konsentrasi
zat kimia yang terdapat di lingkungan. Masuknya logam berat dalam tubuh
seperti timbal (Pb), mercuri (Hg), arsen (As), dan kadmium (Cd) akan
memberikan dampak yang sangat negatif dalam tubuh karena tubuh akan
mengalami gangguan (Darmono,1995)
a. Dampak kontaminasi timbal (Pb),keracunan akut dapat terjadi jika timbel
masuk ke dalam tubuh seseorang lewat makanan atau menghirup uap timbel
dalam waktu yang relatif pendek dengan dosis atau kadar yang relatif tinggi.
Gejala yang timbul berupa mual, muntah, sakit perut hebat, kelainan fungsi
otak, tekanan darah naik, anemia berat, keguguran, penurunan fertilitas pada
13
laki-laki, gangguan sistim saraf, kerusakan ginjal, bahkan kematian dapat
terjadi dalam waktu 1-2 hari. Keracunan timbel pada anak-anak dapat
mengurangi kecerdasan. Bila dalam darah mereka ditemukan kadar timbel
tiga kali batas normal (asupan normal sekitar 0,3 miligram per hari)
menyebabkan penurunan kecerdasan intelektual (IQ) di bawah 80. Kelainan
fungsi otak terjadi karena timbel secara kompetitif menggantikan peranan
mineral-mineral utama seperti seng, tembaga, dan besi dalam mengatur
fungsi sistem syaraf pusat. Hingga pada gilirannya akan mengurangi
peluang bagi anak untuk berhasil dalam sekolahnya. Dampak lebih jauh,
bila tidak ada pengendalian polusi udara di perkotaan, suatu saat nanti anak-
anak di desa akan lebih pintar daripada anak-anak yang dibesarkan di kota-
kota besar.
b. Dampak kontaminasi mercury (Hg) Berkaitan dengan kesehatan, merkuri
merupakan logam berat berbahaya yang bisa menimbulkan gangguan
kesehatan. Gangguan kesehatan tersebut dapat digolongkan sebagai berikut:
Gangguan sistem syaraf, kerusakan fungsi otak,kerusakan DNA dan
kromosom, reaksi alergi, menghasilkan ruam kulit, kelelahan dan sakit
kepala Efek negatif reproduksi seperti kerusakan sperma, kecacatan pada
bayi dan keguguran. Kerusakan fungsi otak dapat menyebabkan penurunan
kemampuan belajar, perubahan personaliti, temor/gemetaran, gangguan
penglihatan, ketulian, gangguan kordinasi otot dan kehilangan memori.
c. Dampak kontaminasi Arsenik (As) Kontiminasi arsenik diduga dapat
menyebabkan berbagai pengaruh kesehatan seperti iritasi usus dan lambung,
penurunan produktivitas sel darah putih dan darah merah, perubahan kulit
dan iritasi paru-paru. Disebut-sebut arsenik juga memberikan kesempatan
kanker berkembang lebih cepat terutama perkembangan kanker kulit, kanker
paru-paru, kanker liver dan kanker limpa. Lebih lanjut dikatakan kontak
arsenik dengan kadar tinggi dapat menyebabkan kemandulan dan keguguran
pada wanita. Gangguan lainnya adalah gangguan kulit, penurunan daya
tahan terhadap infeksi, gangguan jantung dan kerusakan otak pada laki-laki
maupun perempuan. Akhirnya, arsenik pun dapat merusak DNA.
14
d. Dampak kontaminasi Kadmium Cd) di dalam tubuh, kadmium diangkut ke
hati oleh darah. Selanjutnya akan membentuk ikatan dengan protein dan
diangkut ke ginjal dan terakumulasi di ginjal, jika terkontaminasi akan
mengganggu fungsi ginjal dan kerusakan ginjal dampak lainnya adalah
diare, sakit perut dan muntah-muntah, keretakan tulang, kegagalan
reproduktif bahkan ketidaksuburan/kemandulan, Kerusakan sistem syaraf
pusat, kerusakan sistem imunitas, gangguan psikologis, kerusakan DNA
atau kanker.
7. Bahan Toksik dalam makanan dan produk konsumen
Senyawa beracun dalam bahan makanan dapat digolongkan menjadi
tiga golongan :
1. Senyawa beracun alamiah seperti singkong (mengandung HCN/asam
sianida), cendawan (muskarin), biji bengkuang (pakirizida), jengkol (asam
jengkolat), ikan buntal, sebagian kerang dan udang.
2. Senyawa beracun dari mikroba seperti botulinin yang diproduksi
Clostridium botulinum, toksoflavin dan asam bonkrek yang diproduksi
Psedomonas cocovenenans, enterotoksin yang diproduksi Staphylococcus
aureus, mikotoksin yang dproduksi kapang (mold) atau jamur.
3. Senyawa beracun oleh residu dan pencemaran seperti pestisida
(insektisida, funisida, dan rodentisida), kontaminasi radioaktif.
Keracunan yang disebabkan oleh mikroorganisme dibedakan menjadi
dua macam yaitu infeksi dan intoksikasi. Infeksi keracunan yang disebabkan
termakannya mikroorganisma patogen secara langsung sehingga
menimbulkan gejala sakit; sedangkan intoksikasi adalah terjadinya keracunan
yang disebabkan oleh termakannya toksin yang dihasilkan oleh
mikroorganisme patogen.
8. Bahan Kimia dalam Industri Kerajinan
Industri kerajinan perak di Kotagede merupakan salah satu industri
pendapatan asli daerah (PAD) yang terbesar di kota Yogyakarta. Seiring
15
dengan meningkatnya komoditas kerajinan ini, maka meningkat pula limbah
buangan yang dihasilkan. Beberapa limbah buangan cair dari kerajinan perak
merupakan limbah logam berat yang sangat berbahaya bagi lingkungan,
limbah tersebut antara lain berupa logam kromium (Cr) dan tembaga (Cu)
yang terkandung dalam air buangan.
Limbah Cr merupakan salah satu limbah yang dihasilkan ketika proses
pelapisan logam (electroplating). Sedangkan limbah Cu biasanya muncul dari
pencelupan dengan menggunakan HCl yang bersifat asam dan berfungsi untuk
melarutkan kotoran-kotoran yang menempel pada perak setelah proses
penempaan agar didapatkan perak dengan warna yang cemerlang. Senyawa
CuCl2 yang terlarut pada proses ini akhirnya lolos ke perairan dan
menimbulkan pencemaran.
Pencemaran bahan kimia dalam industri kerajinan lainnya antara lain
adalah :
Plastik dan Serat :
– Polietilena yang umum digunakan pada botol susu, kontainer, dan pipa.
– Polivinil klorida (PVC), umum digunakan pada pipa konstruksi.
– Polipropilena (PP), mirip dengan PV, digunakan dalam pengepakan dan
berbagai kebutuhan rumah tangga.
– Polistirena (PS), digunakan pada mainan anak-anak.
Produk Industri :
– Semen
Dalam semen terkandung senyawa silikon dioksida, senyawa kalsium
dioksida, besi oksida, dan aliminium oksida.
– Cat
a. Cat Tembok
Bahan dasar cat tembok meliputi kalsium karbonat, PVAC, titanium
dioksida, pigmen, air, pineoil, dan kaolin.
b. Cat Kayu/ Besi
16
Bahan dasar cat besi atau kayu biasanya ditambah dengan getah
karet. Sementara pelarut yang dimanfaatakan adalah terpentin.
Terpentin sangat bermanfaat untuk melarutkan lateks.
c. Kaca
Bahan dasar kaca meliputi pasir kuarsa atau pasir kaca, feld spar,
soda abu, serta boraks. Sementara komponen kimia terbesar yang
terdapat dalam kaca adalah silikon dioksida dan komponen lainnya
terdiri atas magnesium dioksida, kalsium dioksida, natrium dioksida,
dan aluminium dioksida.
– Pewarna Sintetis
N
oPewarna Sintetis Warna
Mudah larut di
air
1 Rhodamin B Merah Tidak
2 Methanil Yellow Kuning Tidak
3 Malachite Green Hijau Tidak
4 Sunset Yelow Kuning Ya
5 Tatrazine Kuning Ya
6 Brilliant Blue Biru Ya
7 Carmoisine Merah Ya
8 Erythrosine Merah Ya
9 Fast Red E Merah Ya
10 Amaranth Merah Ya
11 Indigo Carmine Biru Ya
12 Ponceau 4R Merah Ya
17
DAFTAR PUSTAKA
Achmad, Hiskia. 1992. Elektrokimia dan Kinetika Kimia. Bandung : Citra
Aditya Bakti.
American geological institute. 1976. Dictionary of Geological Terms.
Revised Edition. Anchor Books. New York. Viii + 472 h.
Bryan, G.W. 1976. Heavy Metal Contamination in the Sea dalam R.
Johson (Ed). Marine Pollution. London : London Academic Press.
Darmono. 1995. Logam Dalam Sistem Biologi Makhluk Hidup. Jakarta : UI Press.
Fardiaz,S., 1992. Polutan Air dan Polusi Udara , Fak, Pangan dan Gizi
IPB, Bogor.
Herman, D.Z. (2006). Tinjauan Terhadap TailingMengandung Unsur
Pencemar Arsen (As), Merkuri (Hg), Timbal (Pb), dan Kadmium (Cd) dari Sisa
Pengolahan Bijih Logam. Jurnal Geologi Indonesia. Pusat Sumber Daya Geologi
Bandung Indonesia. Vol.1.hal. 31-36.
Hutagalung, H. P., 1984. Logam Berat Dalam Lingkungan Laut. Pewarta
Oseana, IX.No 1.
Palar, H . 1994. Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat. Bandung :
Rineka Cipta.
Slamet, Juli Soemirat. 2002. Kesehatan Lingkungan. Yogyakarta :
Gajahmada University Press.
Sugiyatmi,Sri. 2006. Analisis Faktor-Faktor Resiko Pencemaran Bahan Toksik Boraks dan Pewarna Pada makanan jajanan tradisional yang dijual di Pasar-Pasar Kota Semarang. Semarang:Undip
Titin Agustina TJP TEKNUBUGA Volume 2 No. 2 – April 2010 53 KONTAMINASI LOGAM BERAT PADA MAKANAN DAN DAMPAKNYA PADA KESEHATAN, Fakultas Teknik, UNNES
18
SOAL DAN JAWABAN
Pilihan Ganda
1. Dibawah ini merupakan logam esensial bagi tubuh manusia, kecuali....
a. Arsen
b. Kadmium
c. Mangan
d. Zinc
e. Krom
2. Berdasarkan urutan toksisitas logam, logam yang memiliki toksisitas
paling besar adalah....
a. Zinc
b. Arsen
c. Timbal
d. Merkuri
e. Timbal
3. Kasus Minamata merupakan kasus yang disebabkan oleh logam....
a. Timbal
b. Kadmium
c. Arsen
d. Krom
e. Merkuri
4. Sistem haemopoietik merupakan sistem yang terganggu akibat terkena
paparan logam timbal yang telah terakumulasi di dalam tubuh yang
menyebabkan....
a. Gangguan saraf
b. Anemia
c. Kolik
d. Gangguan ginjal
19
e. Fibrosis
5. Osteomalasea merupakan gangguan daya keseimbangan kandungan
kalsium dan fosfat dalam ginjal akibat terkena paparan logam....
a. Timbal
b. Kadmium
c. Arsen
d. Krom
e. Merkuri
6. Kadmium dalam tubuh terakumulasi dalam ginjal dan hati yang terikat
sebagai....
a. Ensefalopati
b. Osteomalasea
c. Metalothionein
d. Metil merkuri
e. Paraesthesia
7. Ensefalopati merupakan salah satu akibat yang ditimbulkan oleh paparan
logam berat yang berupa....
a. Timbal
b. Kadmium
c. Arsen
d. Krom
e. Merkuri
8. Adanya proses biomagnifikasi di lautan merupakan salah satu ciri
pencemaran logam....
a. Timbal
b. Kadmium
c. Arsen
d. Krom
e. Merkuri
20
9. Salah satu akibat yang ditimbulkan oleh paparan logam timbal yang
menyebabkan kolik merupakan indikasi terganggunya sistem....
a. Haemopoietik
b. Saraf pusat dan tepi
c. Gastro-intestinal
d. Kardiovaskuler
e. Endokrin
10. Terjadi peningkatan ekskresi koproporfirin dalam urin dan delta-ALA
serta menghambat sintesis Hb merupakan salah satu indikasi akibat
terpapar logam....
a. Timbal
b. Kadmium
c. Arsen
d. Krom
e. Merkuri
11. Berikut ini merupakan logam berat kecuali?
a. Nikel (Ni)
b. Fluor (F)
c. Tembaga (Cu)
d. Seng (Zn)
e. Timbal (Pb)
12. Logam berat apakah yang memiliki pengaruh buruk dalam tubuh sebagai
penghambat kerja enzim dan mampu berikatan dengan grup yang
mengandung sulfur didalam molekul enzim?
a. Natrium
b. Merkuri
c. Magnesium
d. Titanium
e. Vanadium
13. Berikut ini merupakan gas yang berbahaya bagi tubuh kecuali?
a. Karbon Monoksida
21
b. Nitrogen dioksida
c. Sulfur Dioksida
d. Oksigen
e. Hidrokarbon
14. Gas oksidan eksogen apakah yang apabila masuk kedalam tubuh manusia
akan dapat menimbulkan oksidan indogen?
a. Karbon Monoksida
b. Nitrogen dioksida
c. Sulfur Dioksida
d. Oksigen
e. Hidrokarbon
15. Berikut ini yang merupakan sifat dari logam berat yaitu?
a. Memiliki kemampuan yang baik sebagai penghantar daya listrik
(konduktor).
b. Tidak mampu menghantarkan panas.
c. Memiliki rapatan yang rendah.
d. Tidak dapat membentuk alloy .
e. Tidak dapat ditempa dan dibentuk.
16. Adanya logam berat di perairan, berbahaya baik secara langsung terhadap
kehidupan organisme, maupun efeknya secara tidak langsung terhadap
kesehatan manusia.Berikut ini yang termasuk sifat dari logam berat
terhadap perairn yaitu ?
a. dapat didegradasi
b. tidak mudah terakumulasi di sedimen
c. Dapat terakumulasi dalam organisme termasuk kerang dan ikan
d. Bersifat isolator
e. Memiliki rapatan yang rendah
17. Permasalahan yang terjadi akibat pencemaran logam berat yaitu kecuali?
a. Kerusakan pada ekosistem
b. Berhubungan dengan estetika (perubahan bau, warna dan rasa air)
22
c. Berbahaya bagi kesehatan manusia
d. Air menjadi bersih dan jernih
e. Terjadi pencemaran air
18. Diantara unsur berikut yang memiliki tingkat toksisitas tertinggi yaitu?
a. Hg
b. Mn
c. Fe
d. Ni
e. Co
19. Faktor interaksi yang mempengaruhi konsentrasi logam berat yaitu
kecuali?
a. Sumber dari mineral sedimen antara sumber alami atau hasil
aktifitas manusia.
b. Melalui partikel pada lapisan permukaan atau lapisan dasar
sedimen.
c. Melalui partikel yang terbawa sampai ke lapisan dasar.
d. Melalui penyerapan dari logam berat terlarut dari air yang
bersentuhan.
e. Logam berat yang bersifat isolator
20. Faktor yang mempengaruhi perpindahan dan waktu pengendapan logam
berat pada air yaitu kecuali?
a. Massa jenis air
b. Viskositas
c. Kekentalan
d. Temperatur air
e. Temperatur udara
Essay
1. Jelaskan mekanisme daya kerja toksikan logam Timbal dalam
menghambat sintesis Hb!
Jawab:
23
Timbal mengganggu system sintesis Hb dengan jalan menghambat
konversi delta amonolevulinik asid (delta-ALA) menjadi forfobilinogen
dan juga menghambat korporasi dari Fe ke dalam protoforfirin IX untuk
membentuk Hb dengan jalan menghambat enzim delta-aminolevulinik
asid dehidratase (dekta-ALAD) dan ferokelatase.
2. Gambarkan diagram alir merkuri dalam biosfer!
Jawab :
Phytoplankton
Zooplankton
Ikan
Burung
Usus Pengeluaran
Otak dan Syaraf Hati Ginjal
Fungisida Buangan Industri
Sungai dan Laut
Air Minum
Biodegradasi
Manusia
Air Buangan
3. Klasifikasikan urutan daya racun logam berat sesuai dengan tingkat
toksisitasnya!
Jawab :
1. Kelas B ( sangat beracun ) : Hg, Pb, Sn, Cu
– Paling efektif untuk berikatan dg gugus sulfihidril (-SH)
– Dapat menggantikan posisi ion logam antara
– Bersama dg logam antara dapat larut dg lemak : Mampu
menetrasi penetrasi pd membran sel , shg ion logam dpt
menumpuk (terakumulasi, Con : Hg, Pb, Sn
24
2. Kelas antara (daya racun sedang)
Contoh : Ni, Zn
3. Kelas A (daya racun rendah)
Contoh : Mg
4. Sebutkan akibat yang ditimbulkan akibat adanya paparan logam merkuri
(Hg) !
Jawab :
• Gangguan saraf sensorik
paraesthesia, kepekaan menurun dan sulit menggerakkan jari
tangan dan kaki, penglihatan menyempit, daya pendengaran
menurun, serta rasa nyeri pada lengan dan paha.
• Gangguan saraf motorik
lemah, sulit berdiri, mudah jatuh, ataksia, tremor, gerakan lambat
dan sulit bicara
• Gangguan lain: gangguan mental, sakit kepala
5. Sebutkan akibat yang ditimbulkan akibat adanya paparan logam Timbal!
Jawab :
a. Sistem haemopoietik : Pb menghambat system pembentukan
hemoglobin sehingga menyebabkan anemia.
b. Sistem saraf pusat dan tepi: dapat menyebabkan gangguan
ensepfalopati dan gejala gangguan system saraf perifer.
c. Ginjal : dapat menyebabkan aminoasiduria, fosfaturia, glukosuria,
nefropati, fibrosis dan atrofi glomerular.
6. Sebutkan dan jelaskan secara singkat zat beracun yang terkandung didalam
buangan atau limbah dari Industri dalam perairan?
Zat beracun yang terkandung didalam perairan biasanya yaitu
Tembaga, Timbal, Krom, Raksa dan Kadmium yang sering digunakan
dalam proses produksi suatu industri baik secara bahan baku sataupun
bahan utama.Logam-logam ini akan membentuk senyawa organik dan
25
anorganik yang berperan dalam merusak keidupan mahluk hidup yang
ada didalam perairan.
7. Darimanakah sumber polutan merkuri?
Sumber utama alami merkuri adalah dari pelepasan gas dari tanah,
emisi dari gunung berapi, dan penguapan alami air. Kegiatan
penambangan logam-logam secara global juga secara tidak langsung
menyumbang emisi merkuri ke atmosfer. Merkuri digunakan secara
luas dalam proses industri dan pada bermacam-macam produk (spt
batery, lampu, dan thermometer).
8. Sebutkan Dampak utama pencemaran timbal dalam dosis yang banyak
yang dapat berpotensi mengganggu kesehatan?
Kelambanan dalam pengembangan neurologi saraf dan fisik pada
anak
Keguguran kandungan,dan kerusakan sistem reproduksi pria
Penyakit syaraf,perubahan daya pikir dan perilaku
Tekanan darah tinggi dan anemia
9. Sebutkan ciri-ciri dari logam berat?
Memiliki rapat massa yang tinggi
Dapat membentuk alloy dengan logam lainnya
Untuk logam yang padat dapat ditempa dan dibentuk
Memiliki kemampuan yang baik sebagai konduktor
10. Sebutkan sumber alami pencemaran logam berat?
Berasal dari daerah pantai,yang bersumber dari sungai,abrasi
pantai oleh aktifitas gelobang.
Berasal dari logam yang dibebaskan oleh aktivitas gunung
berapi da logam yang dibebaskan oleh proses kimiawi
26
Berasal dari lingkungan daratan dan dekat pantai,termasuk
logam yang ditransportasi oleh ikan dari atmosfer berupa
partikel debu
27