TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

40
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 1

description

logam berat dan daya kerja

Transcript of TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

Page 1: 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

Page 2: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

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

Page 3: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

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

Page 4: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

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

Page 5: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

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

Page 6: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

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

Page 7: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

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

Page 8: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

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

Page 9: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

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

Page 10: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

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

Page 11: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

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

Page 12: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

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

Page 13: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

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

Page 14: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

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

Page 15: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

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

Page 16: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

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

Page 17: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

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

Page 18: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

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

Page 19: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

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

Page 20: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

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

Page 21: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

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

Page 22: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

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

Page 23: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

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

Page 24: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

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

Page 25: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

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

Page 26: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

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

Page 27: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

Berasal dari lingkungan daratan dan dekat pantai,termasuk

logam yang ditransportasi oleh ikan dari atmosfer berupa

partikel debu

27