BAB IPENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Salah satu jenis bahan pencemar yang dapat membahayakan kesehatan manusia
adalah logam berat. Zat yang bersifat racun dan yang sering mencemari lingkungan misalnya
merkuri (Hg), timbal (Pb), kadmium (Cd), dan tembaga (Cu). Logam-logam berat Hg, Pb,
dan Cd tidak dibutuhkan oleh tubuh manusia, sehingga bila makanan tercemar oleh logam-
logam tersebut, tubuh akan mengeluarkannya sebagian. Sisanya akan terakumulasi pada
bagian tubuh tertentu, seperti ginjal, hati, kuku, jaringan lemak, dan rambut.
Logam berat adalah unsur-unsur kimia dengan berat jenis lebih besar dari 5 g/cm3,
terletak di sudut kanan bawah sistem periodik, mempunyai afinitas yang tinggi terhadap
unsur S dan biasanya bernomor atom 22 sampai 92 dari periode 4 sampai 7. Kadmium,
timbal, dan tembaga terikat pada sel-sel membran yang menghambat proses transformasi
melalui dinding sel. Logam berat juga mengendapkan senyawa fosfat biologis atau
mengkatalis penguraiannya.
Logam berat adalah sejumlah elemen logam yang memiliki karakteristik spesifikasi
graviti yang sangat besar (lebih dari 4), nomor atom 22-34 dan 40-50 seta unsur lantanida dan
aktinida, dan mempunyai respon biokimia khas pada organisme hidup (Palar, 2008). Menurut
Kementerian Negara Kependudukan dan Lingkungan Hidup (1990) sifat toksisitas logam
berat dapat dikelompokan ke dalam 3 kelompok, yaitu bersifat toksik tinggi yang terdiri dari
atas unsur-unsur Hg, Cd, Pb, Cu, dan Zn. Bersifat toksik sedang terdiri dari unsur-unsur Cr,
Ni, dan Co, sedangkan bersifat tosik rendah terdiri atas unsur Mn dan Fe.
Salah satu kontaminan yang patut diwaspadai adalah logam berat. Istilah logam berat
merujuk pada unsur logam yang mempunyai berat jenis lebih besar dari 5 g/cm3 (Pierzynski
et al., 2005). Di dalam kerak bumi logam dibagi menjadi logam makro dan logam mikro
(Darmono, 1995). Logam makro terdiri atas aluminium (Al), besi (Fe), kalsium (Ca), natrium
(Na), kalium (K), magnesium (Mg) dan mangan (Mn). Logam mikro diantaranya adalah
barium (Ba), nikel (Ni), seng (Zn), tembaga (Cu), plumbum (Pb), uranium (U), timah putih
(Sn), kadmium (Cd), merkuri (Hg), perak (Ag) dan emas (Au). Adapun di antara logam-
logam tersebut yang dikategorikan sebagai logam yang lebih berpotensi beracun bagi
manusia yaitu As, Cd, Cu, Pb, Hg, Ni dan Zn.
Logam berat tertentu juga dibutuhkan dalam proses kehidupan. Misalnya dalam proses
metabolisme untuk pertumbuhan dan perkembangan sel-sel tubuh. Sebagai contoh Co
dibutuhkan untuk pembentukan vitamin Biz, Fe dibutuhkan untuk pembuatan hemoglobin,
dan Zn berfungsi dalam enzim-enzim hidrogenase (Waldichuk, 1974, Sanusi, 1985).
Ketahanan pangan adalah terpenuhinya pangan dengan ketersediaan yang cukup,
tersedia setiap saat di semua daerah, mudah diperoleh, aman dikonsumsi, dengan harga yang
terjangkau. Program peningkatan ketahanan pangan dimaksudkan untuk mengoperasionalkan
pembangunan dalam rangka mengembangkan sistem ketahanan pangan baik di tingkat
masyarakat maupun nasional (Borton dan Shoham, 1991).
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan beberapa permasalahan
sebagai berikut :
1. Bagaimana karakteristik logam berat?
2. Apa saja jenis pencemaran logam berat?
3. Apa saja sumber pencemaran logam berat?
4. Bagaimana hubungan pencemaran logam berat dengan ketahanan pangan dan cara
menanggulanginya?
5. Bagaimana dampak pencemaran logam berat terhadap ketahanan pangan?
BAB IIPEMBAHASAN
2.1. Sifat Fisik dan Kimia Beberapa Logam Berat
Logam berat adalah unsur-unsur kimia dengan berat jenis lebih besar dari 5 g/cm3,
terletak di sudut kanan bawah sistem periodik, mempunyai afinitas yang tinggi terhadap
unsur S dan biasanya bernomor atom 22 sampai 92 dari periode 4 sampai 7. Kadmium,
timbal, dan tembaga terikat pada sel-sel membran yang menghambat proses transformasi
melalui dinding sel. Logam berat juga mengendapkan senyawa fosfat biologis atau
mengkatalis penguraiannya. Adanya logam berat di perairan, berbahaya baik secara langsung
terhadap kehidupan organisme, maupun efeknya secara tidak langsung terhadap kesehatan
manusia. Hal ini terkait dengan sifat-sifat logam berat, yaitu :
1. Sulit didegadasi, sehingga mudah terakumulasi dalam lingkungan perairan dan
keberadaannya secara alami sulit terurai (dihilangkan).
2. Dapat terakumulasi dalam organisme termasuk kerang dan ikan, dan akan membahayakan
kesehatan manusia yang mengkonsumsi organisme tersebut.
3. Mudah terakumulasi di sediment, sehingga konsentrasinya selalu lebih tinggi dari
konsentrasi logam dalam air. Di samping itu sedimen mudah tersuspensi karena pergerakan
massa air yang akan melarutkan kembali logam yang dikandungnya ke dalam air, sehingga
sedimen menjadi sumber pencemar potensial dalam skala waktu tertentu.
Kadmium dalam air berasal dari pembuangan industri dan limbah pertambangan.
Logam ini sering digunakan sebagai pigmen pada keramik, dalam penyepuhan listrik, pada
pembuatan alloy, dan beterai alkali. Keracunan kadmium dapat bersifat akut dan kronis. Efek
keracunan yang ditimbulkan berupa penyakit paru-paru, hati, tekanan darah tinggi, gangguan
pada sistem ginjal dan kelenjar pencernaan serta mengakibatkan kerapuhan pada tulang.
Tembaga merupakan logam yang ditemukan di alam dalam bentuk senyawa dengan
sulfide (CuS). Tembaga sering digunakan pada pabrik-pabrik yang memproduksi peralatan
listrik, gelas, alloy. Tembaga masuk keperairan merupakan faktor alamiah seperti terjadinya
pengikisan dari batuan mineral sehingga terdapat debu, partikel-partikel tembaga yang
terdapat dalam lapisan udara akan terbawa oleh hujan. Tembaga juga berasal dari buangan
bahan yang mengandung tembaga seperti
dari industri galangan kapal, industri pengolahan kayu, dan limbah domestik. Pada
konsentrasi 2.3 – 2.5 mg/l dapat mematikan ikan dan akan menimbulkan efek keracunan ,
yaitu kerusakan pada selaput lendir. Tembaga dalam tubuh berfungsi sebagai sintesa
haemoglobin dan tidak mudah diekskresikan dalam urine karena sebagian terikat dengan
protein, sebagian diekskresikan melalui empedu ke dalam usus dan dibuang ke feses,
sebagian lagi menumpuk dalam hati dan ginjal, sehingga menyebabkan penyakit anemia dan
tuberkolusis. Logam timbal (Pb) berasal dari buangan industri metalurgi, yang bersifat racun
dalam bentuk Pb-arsenat. Dapat juga berasal dari proses korosi lead bearing alloys. Kadang
kadang terdapat dalam bentuk kompleks dengan zat organik seperti hexaetil timbal, dan tetra
alkil timbal (TAL). Pada manusia, timbal dapat masuk ke dalam tubuh melalui makanan dan
minuman yang dikonsumsi serta melalui pernapasan dan penetrasi pada kulit. Didalam tubuh
manusia, timbal dapat menghambat aktifitas enzim yang terlibat dalam pembentukan
hemoglobin yang dapat menyebabkan penyakit anemia. Gejala yang diakibatkan dari
keracunan logam timbal adalah kurangnya nafsu makan, kejang, kolik khusus, muntah, dan
pusing-pusing. Timbal dapat juga menyerang susunan syaraf dan mengganggu sistem
reproduksi, kalainan ginjal, dan kelainan jiwa.
(Marganof, 2003).
Logam berat adalah unsur-unsur kimia dengan bobot jenis lebih besar dari 5 g/cm3, terletak
di sudut kanan bawah daftar berkala, mempunyai afinitas yang tinggi terhadap unsur S dan
biasanya bemomor atom 22 sampai 92 dari periode 4 sampai 7 (Miettinen, 1977). Afinitas
yang tinggi terhadap unsur S mendorong terjadinya ikatan logam berat dengan S pada setiap
kesempatan. Sebagian logam berat merupakan zat pencemar yang berbahaya. Logam-logam
ini bereaksi dengan unsur belerang dalam enzim, sehingga enzim tersebut menjadi tak-mobil.
Gugus karboksilat (- COOH) dan amino (- NH2) dalam asam amino juga bereaksi dengan
logam berat. Kadmium, tembaga, dan merkuri diikat dalam membran yang menghambat
proses transport melalui dinding sel. Logam berat juga mengendapkan senyawa fosfat
biologis atau dapat juga mengkatalisis penguraiannya (Manahan, 1994).
Bryan (1976) dalam Rustiawan (1989) menyatakan bahwa unsur-unsur logam berat
tersebar di perrnukaan bumi, di tanah, air, dan udara. Logam-logam berat tersebut dapat
berbentuk senyawa organik, anorganik, atau terikat dalam senyawa logam yang lebih
berbahaya daripada keadaan muminya. Merkuri, timbal, dan arsen dengan bantuan bakteri
yang mengandung koenzim metilokobalamin akan mengubah logam berat menjadi senyawa
metil dari logam tersebut yang sangat berbahaya baik dalam bentuk gas maupun air.
Di samping melalui mulut dari makanan dan minuman, unsur-unsur logam berat juga
dapat masuk ke dalam tubuh melalui pemafasan dan kulit. Mengingat logam berat
mempunyai afinitas tinggi terhadap senyawa sulfida, seperti gugus sulfhidril dan disulfida,
maka ion-ion logam berat dapat terjerat pada gugus ini, sehingga enzim menjadi tak aktif.
Misalnya pada pengikatan ion merkuri oleh gugus sulfhidril (Hill, 1984) :
Arsen bukan logam, tetapi mempunyai sifat logam. Pada perdagangan bahan beracun,
arsen umumnya ditemukan sebagai ion arsenit (AsO33-) atau arsenat (AsO4
3-). Ion-ion ini juga
bisa berikatan dengan enzim, sehingga enzim menjadi tidak aktif.
Berikut ini dijelaskan rincian sifat-sifat beberapa logam berat :
1. Merkuri (Hg)
Logam merkuri masuk ke dalam tubuh manusia melalui bahan pangan yang
dikonsumsi, baik dari tanaman maupun hewan yang telah terkontaminasi oleh logam
tersebut. Merkuri mempunyai tekanan uap pada suhu kamar, sehingga uap merkuri
dapat masuk ke dalam tubuh manusia melalui saluran pernafasan. Proses ini dapat
terjadi terutama pada orang-orang yang bekerja dengan merkuri, misalnya dokter dan
perawat gigi pada waktu membuat amalgam.
Senyawa-senyawa merkuri dapat mengalami transformasi hayati ke dalam
lingkungan maupun di dalam tubuh. Ion metilmerkuri (CH3Hg+) merupakan bentuk
senyawa yang sangat beracun dan membahayakan kesehatan pada manusia sebesar 9-
24 ppm, yang tertera dengan 0,3 mg Hg per 70 kg bobot badan per hari (Lavender dan
Cheng, 1980).
Faktor makanan dapat mempengaruhi waktu retensi dari metilmerkuri yang
masuk melalui mulut dari makanan dan minuman. Makanan dengan kadar protein dan
lemak rendah dapat menurunkan waktu retensi metilmerkuri pada tikus. Kadar
vitamin E yang tinggi dapat menurunkan tingkat kematian akibat trserapnya
metilmerkuri dan merkuriklorida.
Di lain pihak, tampaknya Hg tidak memperlihatkan masalah utama terhadap
fitotoksisitas. Konsentrasi Hg yang mengakibatkan gejala toksik bagi tanaman jauh
lebih tinggi dibanding konsentrasi normal tanah ke tanaman rendah, dan akar
berfungsi sebagai penghalang (barrier) pada penyerapan Hg (Sleinnes, 1990).
Gambar 1. Pergerakan Hg ke ekosistem manusia (Owen, 1980)
2. Timbal (Pb)
Timbal banyak digunakan pada industri baterai, kabel, cat (sebagai zat
pewarna), penyepuhan, pestisida, dan yang paling banyak digunakan dipakai sebagai
zat anti letup pada bensin. Timbal ditambahkan pada bensin dalam bentuk timbal
tetraetil, Pb(C2H5)4 atau sebagai timbal tetrametil, Pb(CH3)4. Penambahan senyawa ini
juga dicampur lagi dengna senyawa etilen diklorida, C2H4Cl2 atau etilen dibromida,
C2H4Br2 dengan tujuan untuk meningkatkan nilai oktana dari bensin. Dengan
demikian timbal tidak mengendap dalam silinder atau busi, sehingga efisiensi dan
waktu pemakaian mesin menjadi lebih baik (Holum, 1977).
1.2. Sumber Pencemaran Logam Berat
Sumber pencemaran logam berat berdasarkan tempat asalnya dibagi menjadi dua sumber
yaitu sumber alami dan sumber buatan (Supriharyono. 2007) :
1.2.1. Sumber Alami
Berasal dari daerah pantai (coastal supply), yang bersumber dari sungai, abrasi pantai
oleh aktifitas gelombang.
Berasal dari logam yang dibebaskan oleh aktivitas gunung berapi dan logam yang
dibebaskan oleh proses kimiawi.
Berasal dari lingkungan daratan dan dekat pantai, termasuk logam yang ditransportasi
oleh ikan dari atmosfir berupa partikel debu.
1.2.2. Sumber Buatan
Logam-logam berat yang dibebaskan oleh proses-proses industri atau kegiatan
pertambangan.
Sumber pencemaran logam berat berdasarkan bahan pencemarannya dibagi 3 yaitu
sumber alam, industri, dan transportasi.
1.2.3. Sumber dari Alam
1.2.3.1. Pb (Timbal)
Kadar Pb yang secara alami dapat ditemukan dalam bebatuan sekitar 13 mg/kg.
Khusus Pb yang tercampur dengan batu fosfat dan terdapat di dalam batu pasir besar yaitu
100 mg/kg. Pb yang terdapat di tanah berkadar sekitar 5 25 mg/kg dan di air bawah tanah
Secara alami Pb juga ditemukan di air permukaan. Kadar Pb pada air telaga dan air sungai
adalah sebesar 1 -10 µg/liter. Dalam air laut kadar Pb lebih rendah dari dalam air tawar.
Secara alami Pb juga ditemukan di udara yang kadarnya berkisar antara 0,0001 - 0,001 µg/m.
Tumbuh-tumbuhan termasuk sayur-mayur dan padi-padian dapat mengandung Pb, penelitian
yangdilakukan di USA kadarnya berkisar antara 0,1 -1,0 µg/kg berat kering. Logam berat Pb
yang berasal dari tambang dapat berubah menjadi PbS
1.2.3.2. Hg (Raksa)
Secara alami Hg dapat berasal dari gas gunung berapi dan penguapan dari air laut.
Dilaporkan kandungan kadnium dalam air laut di dunia di bawah 20 ng/l. Variasi lain
kandungan kadnium dari air hujan, freshwater dan air permukaan. Kadnium masuk kedalam
freshwater dari sumber yang berasal dari industri. Air sungai dan irigasi untuk pertanian
yangmengandung kadnium akan terjadipenumpukan pada sedimen danLumpur. Sungai dapat
mentrasport kadnium pada jarak sampai dengan 50 km dari sumbernya. Rata-rata kadar
kadnium alamiah dikerak bumi sebesar 0,1 -0,5 ppm.
1.2.4. Sumber dari Industri1.2.4.1. Industri Pengecoran Maupun Pemurnian
Industri ini menghasilkan timbal konsentrat maupun secondary lead yang berasal dari
potongan logam.
1.2.4.2.Industri Baterai
Industri ini banyak menggunakan logam Pb terutama lead antimony alloy dan
lead oxides sebagai bahan dasarnya.
1. Industri Bahan Bakar
Pb berupa tetra ethyl lead dan tetra methyl lead banyak dipakai sebagai anti
knock pada bahan bakar, sehingga baik industri maupun bahan bakar yang dihasilkan
merupakan sumber pencemaran Pb.
2. Industri Kabel
Industri kabel memerlukan Pb untuk melapisi kabel. Saat inipemakaian Pb di
industri kabel mulai berkurang, walaupun masih digunakan campuran logam Cd, Fe,
Cr, Au dan arsenik yang juga membahayakan untuk kehidupan makluk hidup.
3. Industri Kimia Yang Menggunakan Bahan Pewarna
Pada industri ini seringkali dipakai Pb karena toksisitasnya relatif lebih rendah
jika dibandingkan dengan logam pigmen yang lain. Sebagai pewarna merah pada cat
biasanya dipakai red lead, sedangkan untuk warna kuning dipakai lead chromate.
Contoh yang lainnya adalah industri pengecoran logam dan semua industri yang
menggunakan Hg sebagai bahan baku maupun bahan penolong. Limbahnya merupakan
sumber pencemaran Hg. Sebagai contoh antara lain adalah industri klor alkali, peralatan
listrik, cat, termometer, tensimeter, iindustri pertanian, dan pabrik detonator. Kegiatan lain
yang merupakan sumber pencemaran Hg adalah praktek dokter gigi yang menggunakan
amalgam sebagai bahan penambal gigi Selain itu bahan bakar fosil juga merupakan sumber
Hg pula.
1.2.5. Sumber dari Transportasi
Hasil pembakaran dari bahan tambahan bahan bakar kendaraan bermotor
menghasilkan emisi Pb in organik. Logam berat Pb yang bercampur dengan bahan bakar
tersebut akan bercampur dengan oli dan melalui proses di dalam mesin maka logam berat Pb
akan keluar dari knalpot bersama dengan gas buang lainnya.
1.3. Hubungan Pencemaran Logam Berat terhadap Ketahanan Pangan
1.3.1. Pencemaran Logam Berat terhadap Ikan Asin
Logam berat merupakan zat toksik yang membahayakan kesehatan manusia seperti
logam merkuri (Hg) dan cadmium (Cd). Menurut Dirjen POM batas maksimum kandungan
merkuri pada bahan makanan seperti ikan dan hasil olahannya secara berturut-turut adalah
0,03 ppm dan 0.05 ppm.
Ikan asin berpotensi tercemar oleh logam berat yang ada di laut dan pada tahap
pengolahan. Pada umumnya tahap pengolahan ikan dimulai dari tahap penyiangan atau
langsung pencucian dan kemudian penggaraman. Garam yang digunakan biasanya bukan
garam murni karena harganya yang relative lebih mahal. Garam yang tidak murni ini
dimungkinkan mengandung kontaminan logam berat berupa Hg, Cd, dan Mg sehingga ikan
asin akan terkontaminasi oleh logam-logam berat tersebut. Logam-logam tersebut dapat
terakumulasi dalam tubuh sehingga pada jumlah tertentu dapat berakibat fatal bagi kesehatan
manusia.
Pada proses pengolahan, logam-logam berat dalam NaCl akan teradsorpsi pada tubuh
ikan. Sumber pencemaran yang berpotensi besar adalah limbah rumah tangga yang dibuang
langsung oleh penduduk dan bangkai kapal.
Ditinjau dari fungsi ketiga logam berat terhadap organisme, unsure Mg merupakan
unsure yang esensial bagi makhluk hidup. Unsur-unsur tersebut diperlukan dalam proses
metabolism. Penyebab utama logam berat Cd dan Hg menjadi bahan pencemar yang
berbahaya karena tidak dapat dihancurkan oleh organisme hidup di lingkungan dan
terakumulasi dalam jaringan tubuh biota laut seperti ikan. Makin tinggi kandungan logam
berat dalam perairan akan semakin tinggi pula kandungan logam terakumulasi dalam tubuh
hewan air tersebut.
1.3.2. Pencemaran Logam Berat terhadap Sayuran
Saat ini produk pangan mentah maupun matang banyak terpapar logam berat dalam
jumlah dan tingkat yang cukup mengkhawatirkan, terutama di kota-kota besar dimana tingkat
polusi oleh asap pabrik dan asap buangan kendaraan bermotor telah mencapai tingkat yang
sangat tinggi serta konsumsi makanan yang dikemas dengan kemasan modern seperti kaleng
telah umum dijumpai. Sayur-sayuran berdaun yang ditanam di pinggir jalan raya memiliki
resiko terpapar logam berat yang cukup tinggi. batas aman residu Pb yang diperbolehkan oleh
Ditjen POM pada makanan hanya 2 ppm.
Pencemaran tersebut menyebabkan sebagian sayuran dapat mengandung logam berat
yang membahayakan kesehatan, padahal sayuran merupakan menu sehari-hari di dalam diet
orang Indonesia. Akumulasi logam berat di dalam tubuh manusia dalam jangka waktu yang
lama dapat mengganggu sistem peredaran darah, urat syaraf dan kerja ginjal. Pada tingkat
rumah tangga, penurunan jumlah residu logam berat yang terlanjur terdapat dalam sayuran
dapat dilakukan dengan mencuci sayuran menggunakan sanitizer komersial atau
memblansirnya dengan air mendidih selama 3-5 menit sebelum dikonsumsi atau diolah lebih
lanjut. Para ibu rumah tangga juga sebaiknya tidak menggunakan peralatan masak yang
dipatri dengan timbal dan membiasakan keluarga mengkonsumsi makanan yang mengandung
serat tinggi. Penanganan pra panen dan pascapanen dapat dilakukan dengan pemakaian pupuk
dan insektisida yang benar, melakukan cara pengangkutan yang baik selama distribusi
sayuran, misalnya dengan menutup sayuran menggunakan terpal atau penutup yang aman
agar sayuran terhindar dari kontaminasi logam berat dari debu kendaraan bermotor atau asap
pabrik selama perjalanan menuju pasar atau konsumen.
Logam berat telah banyak terdeteksi pada sayuran, terutama yang ditanam dekat
dengan jalan raya dan rentan polusi udara, antara lain yang berasal dari asap pabrik serta asap
kendaraan bermotor. Penelitian yang dilakukan Ayu (2002) menunjukkan bahwa pada
komoditas kangkung dan bayam yang dijual di pasar daerah Bogor mempunyai kadar timbal
(Pb) di atas ambang batas cemaran logam sesuai yang ditetapkan Dirjen Pengawasan Obat
dan Makanan, yaitu 2 ppm. Kisaran kadar timbal (Pb) pada sampel kangkung < 0,01 ppm-
3,12 ppm sedangkan kisaran timbal (Pb) pada sampel bayam < 0,01 ppm-3,38 ppm. Dalam
kasus ini, jalur distribusi dan cara pengangkutan sangat berpengaruh terhadap bertambahnya
kadar cemaran timbal (Pb). Pencemaran timbal (Pb) pada sayuran setelah pasca panen terjadi
selama pengangkutan, penjualan, dan distribusi.
Kadar logam berat tembaga (Cu) pada beberapa komoditas sayuran juga cukup tinggi,
diantaranya adalah; kangkung mengandung tembaga pada kisaran 1,98 ppm-6,37 ppm,
bayam 1,25 ppm-4,36 ppm, kol 4,16 ppm-8,88 ppm sedangkan daun singkong 4,58 ppm-8,75
ppm. Terkandungnya tembaga secara berlebihan pada sayuran disebabkan pemupukan yang
berlebihan, pemakaian insektisida dan air irigasi yang tercemar limbah pabrik. Pencemaran
logam berat tembaga terjadi selama proses prapanen yaitu selama penanaman dan
pemeliharaan, juga disebabkan pemakaian pupuk mikro yang mengandung tembaga. Menurut
kriteria Ditjen POM Depkes, pada kelompok sayuran, nilai ambang batas logam berat timbal
adalah 0,24 ppm dan menurut Codex Alimentarius Commission (CAA), nilai ambang batas
tembaga adalah 0,05 ppm.
. Terpaparnya lingkungan dari logam berat diketahui sebagai faktor penyebab
timbulnya kanker. Turkdogan et al., (2003) telah menginvestigasi tujuh tingkat logam berat
yang berbeda-beda (Co, Cd, Pb, Zn, Mn, Ni dan Cu) pada sampel tanah, buah-buahan dan
sayuran di wilayah Van sebelah selatan Turki dimana kanker gastrointestinal atas merupakan
hal yang endemik. Kandungan logam berat pada sampel ditentukan dengan flame atomic
absorption spectrometer. Di dalam tanah, empat jenis logam berat (Cd, Pb, Cu dan Co) ada
pada konsentrasi dua sampai 50 kali lebih tinggi dibanding Zn. Sampel buah-buahan dan
sayuran yang ditemukan mengandung 3,5 sampai 340 kali lebih tinggi kandungan Co, Cd,
Pb, Mn, Ni dan Cu-nya dibanding Zn. Pada sampel tanah vulkanik, buah dan sayuran
mengandung logam berat karsinogenik yang potensial dimana tingkay yang cukup tinggi
tersebut berhubungan dengan tingginya prevalensi kanker gastrointestinal atas di region Van
tersebut.
1.3.3. Ambang Batas Logam Berat dalam Tubuh
Menurut Suhendrayatna dalam Charlena (2004), ada beberapa logam berat yang
berbahaya bila kadarnya dalam tubuh melebihi ambang batas yang diperbolehkan. Logam
berat tersebut yaitu:
1. Arsenik (As)
Arsenik diakui sebagai komponen esensial bagi sebagian hewan dan tumbuh-tumbuhan,
namun demikian arsenik lebih populer dikenal sabagai raja racun dibandingkan kapasitasnya
sebagai komponen esensial. Pada permukaan bumi, arsenik berada pada urutan ke-20 sebagai
elemen yang berbahaya, ke-14 di lautan, dan unsur ke-12 berbahaya bagi manusia. Senyawa
ini labil dalam bentuk oksida dan tingkat racunnya sama seperti yang dimiliki oleh beberapa
elemen lainnya, sangat tergantung pada bentuk struktur kimianya. Arsen anorganik seperti
arsen pentaoksida memiliki sifat mudah larut dalam air, sedangkan arsen trioksida sukar larut
di air, tetapi lebih mudah larut dalam lemak. Penyerapan melalui saluran pencernaan
dipengaruhi oleh tingkat kelarutan dalam air, sehingga arsen pentaoksida lebih mudah diserap
dibanding arsen trioksida.
2. Kadmium (Cd)
Kadmium (Cd) adalah logam kebiruan yang lunak, dan merupakan racun bagi tubuh
manusia. Waktu paruhnya 30 tahun dan dapat terakumulasi pada ginjal, sehingga ginjal
mengalami disfungsi. Jumlah normal kadmium di tanah berada di bawah 1 ppm, tetapi angka
tertinggi (1700 ppm) dijumpai pada permukaan sampel tanah yang diambil di dekat
pertambangan biji seng (Zn). Kadmium lebih mudah diakumulasi oleh tanaman dibandingkan
dengan ion logam berat lainnya seperti timbal. Logam berat ini bergabung bersama timbal
dan merkuri sebagai the big three heavy metal yang memiliki tingkat bahaya tertinggi pada
kesehatan manusia. Menurut badan dunia FAO/WHO, konsumsi per minggu yang
ditoleransikan bagi manusia adalah 400-500 g per orang atau 7 mg per kg berat badan.
Kadmium yang terdapat dalam tubuh manusia sebagian besar diperoleh melalui makanan dan
tembakau, hanya sejumlah kecil berasal dari air minum dan polusi udara. Menurut penelitian
yang dilakukan oleh Laegreid (1999) dalam Charlene (2004), pemasukan Cd melalui
makanan adalah 10-40 mg/hari, sedikitnya 50% diserap oleh tubuh.
3. Tembaga (Cu)
Tembaga (Cu) bersifat racun terhadap semua tumbuhan pada konsentrasi larutan di atas
0,1 ppm. Konsentrasi yang aman bagi air minum manusia tidak lebih dari 1 ppm. Bersifat
racun bagi domba pada konsentrasi di atas 20 ppm. Konsentrasi normal komponen ini di
tanah berkisar 20 ppm dengan tingkat mobilitas sangat lambat karena ikatan yang sangat kuat
dengan material organik dan mineral tanah liat. Kehadiran tembaga pada limbah industri
biasanya dalam bentuk ion bivalen Cu(II) sebagai hydrolytic product. Beberapa industri
seperti pewarnaan, kertas, minyak, industri pelapisan melepaskan sejumlah tembaga yang
tidak diharapkan. Tembaga dalam konsentrasi tinggi (22-750 mg/kg tanah kering) dijumpai
pada sedimen di laut Hongkong dan pada sejumlah pelabuhan-pelabuhan di Inggris. Cemaran
logam tembaga pada bahan pangan pada awalnya terjadi karena penggunaan pupuk dan
pestisida secara berlebihan. Meskipun demikian, pengaruh proses pengolahan akan dapat
mempengaruhi status keberadaan tembaga tersebut dalam bahan pangan (Charlene, 2004).
Dirjen Pengawasan Obat dan Makanan (POM) RI telah menetapkan batas maksimum
cemaran logam berat tembaga pada sayuran segar yaitu 50 ppm.
4. Timbal (Pb)
Timbal (Pb) sebagian besar diakumulasi oleh organ tanaman, yaitu daun, batang, akar
dan akar umbi-umbian (bawang merah). Perpindahan timbal dari tanah ke tanaman
tergantung komposisi dan pH tanah. Konsentrasi timbal yang tinggi (100-1000 mg/kg) akan
mengakibatkan pengaruh toksik pada proses fotosintesis dan pertumbuhan. Timbal hanya
mempengaruhi tanaman bila konsentrasinya tinggi. Tanaman dapat menyerap logam Pb pada
saat kondisi kesuburan dan kandungan bahan organik tanah rendah. Pada keadaan ini logam
berat Pb akan terlepas dari ikatan tanah dan berupa ion yang bergerak bebas pada larutan
tanah. Jika logam lain tidak mampu menghambat keberadaannya, maka akan terjadi serapan
Pb oleh akar tanaman. Timbal menunjukkan beracun pada system saraf, hemetologic,
hemetotoxic dan mempengaruhi kerja ginjal. Rekomendasi dari WHO, logam berat Pb dapat
ditoleransi dalam seminggu dengan takaran 50mg/kg berat badan untuk dewasa dan 25 mg/kg
berat badan untuk bayi dan anak-anak. Mobilitas timbal di tanah dan tumbuhan cenderung
lambat dengan kadar normalnya pada tumbuhan berkisar 0,5-3 ppm.
5. Merkuri (Hg)
Disebut juga air raksa, merkuri merupakan logam yang secara alami ada dan
merupakan satu-satunya logam yang pada suhu kamar berwujud cair. Logam murninya
berwarna keperakan, cairan tak berbau, dan mengkilap. Bila dipanaskan sampai suhu 357°C,
Hg akan menguap. Selain untuk kegiatan penambangan emas, logam Hg juga digunakan
dalam produksi gas klor dan soda kaustik, termometer, bahan tambal gigi, dan baterai. Akibat
kuatnya interaksi antara merkuri dan komponen tanah lainnya, penggantian bentuk merkuri
dari satu bentuk ke bentuk lainnya selain gas biasanya sangat lambat. Proses methylisasi
merkuri biasanya terjadi di alam pada kondisi terbatas, membentuk satu dari sekian banyak
elemen berbahaya, karena dalam bentuk ini merkuri sangat mudah terakumulasi pada rantai
makanan. Karena berbahaya, penggunaan fungisida alkylmerkuri dalam pembenihan tidak
diijinkan di banyak negara.
1.3.4. Mekanisme Kontaminasi Logam Berat
Beberapa faktor yang menyebabkan kontaminasi logam berat pada lingkungan
bervariasi antara lain: kondisi geologi tanah dimana tanaman dibudidayakan, kondisi air yang
digunakan untuk penyiraman, adanya kontaminan logam berat tertentu yang berasal dari
industri apabila lokasi pertanaman dekat dengan lokasi industri, bahkan bencana yang tidak
terduga.
Faktor yang menyebabkan tingginya kontaminasi logam berat di lingkungan adalah
perilaku manusia yang menciptakan teknologi tanpa menimbang terlebih dahulu efek yang
akan ditimbulkan bagi lingkungan di kemudian hari. Sebagai contoh, di Indonesia, tingginya
kandungan timbal (Pb) pada lingkungan disebabkan oleh pemakaian bensin bertimbal yang
sangat tinggi pada hampir semua jenis kendaraan bermotor. Untuk mempermudah bensin
premium terbakar, titik bakarnya harus diturunkan melalui peningkatan bilangan oktan
dengan penambahan timbal dalam bentuk tetrail lead (TEL). Namun dalam proses
pembakaran, timbal dilepas kembali bersama-sama sisa pembakaran lainnya ke udara dan
dihirup oleh manusia saat bernafas. Moshman (1997) dalam Charlena (2004)
mengungkapkan bahwa akumulasi logam berat Pb pada tubuh manusia yang terus-menerus
dapat mengakibatkan anemia, kemandulan, penyakit ginjal, kerusakan syaraf dan kematian.
Sedangkan keracunan Cd dapat menyebabkan tekanan darah tinggi, kerusakan jaringan-
jaringan testicular, kerusakan ginjal dan kerusakan butir-butir sel darah merah.
Logam berat yang ada di lingkungan, tanah, air dan udara dengan suatu mekanisme
tertentu masuk ke dalam tubuh makhluk hidup. Tanaman yang menjadi mediator penyebaran
logam berat pada makhluk hidup, menyerap logam berat melalui akar dan daun (stomata).
Logam berat terserap ke dalam jaringan tanaman melalui akar, yang selanjutnya akan masuk
ke dalam siklus rantai makanan.
Di Indonesia, kadar logam berat yang cukup tinggi pada sayuran sudah semestinya
mendapat perhatian serius dari semua pihak, terutama pada sayur-sayuran yang ditanam di
pinggir jalan raya. Data terakhir pada sayuran caisim, kandungan logam berat Pb-nya bisa
mencapai 28,78 ppm. Jumlah ini jauh lebih tinggi dibanding kandungan logam berat pada
sayuran yang ditanam jauh dari jalan raya (±0-2 ppm), padahal batas aman yang
diperbolehkan oleh Ditjen POM hanya 2 ppm.
Dengan dikonsumsinya sayuran sebagai salah satu sumber pangan pada manusia dan
hewan menyebabkan berpindahnya logam berat yang dikandung oleh sayur-sayuran tersebut
seperti timbale (Pb) dan kadmium (Cd) ke dalam tubuh makhluk hidup lainnya. Logam berat
yang masuk ke dalam tubuh manusia akan melakukan interaksi antara lain dengan enzim,
protein, DNA, serta metabolit lainnya. Adanya logam berat pada jumlah yang berlebihan
dalam tubuh akan berpengaruh buruk terhadap tubuh (Charlena,2004)
1.3.5. Mekanisme Pada Tubuh Manusia
Sejumlah sumber makanan, baik yang berasal dari laut seperti ikan, kerang, dan rumput
laut serta dari tanaman dan produk turunannya dapat terkontaminasi logam berat. Logam
berat dapat memasuki tubuh dan mengakibatkan kerusakan pada berbagai jaringan tubuh
melalui beberapa cara. Mekanisme pertama adalah berikatan dengan gugus sulfhidril,
sehingga fungsi enzim pada jaringan tubuh akan terganggu kerjanya. Mekanisme yang kedua
adalah berikatan dengan enzim pada siklus Krebs, sehingga proses oksidasi fosforilasi tidak
terjadi. Mekanisme yang ketiga adalah dengan efek langsung pada jaringan yang terkena
yang menyebabkan kematian (nekrosis) pada lambung dan saluran pencernaan, kerusakan
pembuluh darah, perubahan degenerasi pada hati dan ginjal. Tubuh dapat menyerap logam
berat melalui permukaan kulit dan mukosa, saluran pencernaan dan saluran nafas. Akumulasi
pada jaringan tubuh dapat menimbulkan keracunan bagi manusia, hewan, dan tumbuhan
apabila melebihi batas toleransi (Charlena,2004).