BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pengertian Logam Berat Logam berat adalah unsur-unsur kimia dengan densitas lebih besar dari 5g/cm3, terletak disudut kanan bawah pada system periodik unsur, mempunyai afinitas yang tinggi terhadap S dan biasanya bernomor atom 22 sampai 92, dari periode 4 sampai 7 (Miettinen, 1977 dalam Ernawati, 2010. Sebagian logam berat seperti Plumbum (Pb), Kadmium (Cd), dan Merkuri (Hg) merupakan zat pencemar yang sangat berbahaya. Afinitasnya yang tinggi terhadap S menyebabkan logam ini menyerang ikatan S dalam enzim, sehingga enzim yang bersangkutan menjadi tidak aktif. Gugus karboksilat (-COOH) dan amina (-NH 2 ) juga bereaksi dengan logam berat. Kadmium, Plumbum, dan Tembaga terikat pada sel-sel membran yang menghambat proses transformasi melalui dinding sel. Logam berat juga mengendapkan senyawa posfat biologis atau mengkatalis penguraiannya. (Manahan1977, dalam Ernawati 2010) Logam berat adalah unsur alami dari kerak bumi. Logam yang stabil dan tidak bisa rusak atau hancur, oleh karena itu mereka cenderung menumpuk dalam tanah dan sedimen. Banyak istilah logam berat telah diajukan, berdasarkan kepadatan, nomor atom, berat atom, sifat kimia atau racun. Logam berat yang dipantau meliputi: Antimony (Sb), Arsenik (As), Cadmium (Cd), Cobalt (Co), Chromium (Cr), Copper (Cu), Nickel (Ni), Lead (Pb), Mangan(Mn), Molybdenum (Mo), Scandium (Sc), Selenium (Se), Titanium (Ti), Tungsten (W), Vanadium (V), Zinc (Zn). Besi (Fe), Nikel (Ni), Stronsium (Sr), Timah (Sn), Tungsten (W), Vanadium (V),

4 Universitas Sumatera Utara

5

2.2 Karakteristik Logam Berat Berdasarkan daya hantar panas dan listrik, semua unsur kimia yang terdapat dalam susunan berkala unsur-unsur dapat dibagi atas dua golongan yaitu logam dan non logam. Golongan logam mempunyai daya hantar panas dan listrik yang tinggi,sedangkan golongan non logam mempunyai daya hantar listrik yang rendah. Berdasarkan densitasnya, golongan logam dibagi atas dua golongan, yaitu golongan logam ringan dan logam berat.Golongan logam ringan (light metals) mempunyai densitas <5, sedangkan logam berat (heavy metals) mempunyai densitas >5 (Hutagalung, 2004 dalam Ernawati 2010). Sedangkan (Palar, 2008 dalam Ernawati 2010) memberi karakteristik logam berat sebagai berikut: 1. Memiliki spesifikasi gravitasi yang sangat besar(>4) 2. Mempunyai nomor atom 22-34 dan 40-50 serta unsur lantanida dan aktanida 3. Mempunyai respon biokimia yang spesifik pada organisme hidup. Berbeda dengan logam biasa, logam berat biasanya menimbulkan efek khusus pada makhluk hidup. Dapat dikatakan bahwa semua logam berat dapat menjadi racun bagi tubuh makhluk hidup apabila melampaui ambang batas yang diizinkan. Namun sebagian dari logam berat tersebut memang dibutuhkan oleh tubuh makhluk hidup dalam jumlah tertentu (sedikit), yang juga apabila tidak terpenuhi akan berakibat fatal terhadap kelangsungan hidup dari makhluk hidup tersebut. Salah satu polutan yang sangat berbahaya bagi kesehatan manusia adalah logam berat.WHO (World Health Organisation) dan FAO (Food Agriculture Organisation) merekomendasikan untuk tidak mengkonsumsi makanan laut (seafood) yang tercemar logam berat.

Universitas Sumatera Utara

6

2.3 Logam Berat Dalam Lingkungan Air Pencemaran logam berat meningkat sejalan dengan perkembangan industri.Pencemaran logam berat di lingkungan dikarenakan tingkat keracunannya yang sangat tinggi dalam seluruh aspek kehidupan makhluk hidup. Pada konsentrasi yang sedemikian rendah saja efek ion logam berat dapat berpengaruh langsung hingga terakumulasi pada rantai makanan. Logam berat dapat mengganggu kehidupan biota dalam lingkungan dan akhirnya berpengaruh terhadap kesehatan manusia. (Suhendrayatna 2001, dalam Jovita, dkk, 2003) Keberadaan logam dalam perairan terutama muara dapat berasal dari sumber alamiah dan aktifitas manusia. Masuknya logam berat kedalam muara secara alamiah dapat digolongkan sebagai berikut: 1. Pasokan dari daerah hulu sungai karena erosi yang disebabkan oleh gerakan gelombang air. 2. Pasokan dari laut dalam yang meliputi logam yang dilepaskan gunung berapi di laut dalam dan dari partikel atau endapan oleh adanya proses kimiawi. 3. Pasokan yang berasal dari lingkungan dekat muara dan meliputi logam yang diangkat kedalam atmosfer sebagai partikel debu. Sedangkan keberadaan logam-logam berat dalam muara yang disebabkan oleh aktifitas manusia dapat berasal dari: 1. Buangan rumah tangga. 2. Buangan sisa industri yang tidak terkontrol,dimana logam berat ini mengalir ke sungai dan akhirnya sampai di muara dan mengendap jadi sedimen. 3. Lumpur minyak yang kadang-kadang juga mengandung logam berat dengan konsentrasi yang tinggi yang terbuang sampai ke muara dan mengendap jadi sedimen. Pembakaran hidrokarbon dan batu bara diantaranya ada yang melepaskan senyawa logam berat ke udara kemudian bercampur dengan air hujan dan mengalir melalui sungai yang pada akhirnya sampai di muara.


7

2.3.1 Proses Masuknya Logam Berat Kedalam Lingkungan Perairan

Zat Pencemar

diencerkan dan disebarkan oleh

Dibawa oleh

Masuk ke ekosistem laut

Adukan Turbelensi

Arus laut

Dipekatkan oleh

Arus laut

Biota

Proses fisis dan kimiawi

Proses biologis

Pertukaran ion

absorbsi pengendapan Diserap oleh ikan

Diserap oleh plankton

Disrap oleh rumput

sedimentasi

Avertebrata/ Benthos

Zooplankton

Ikan dan mamalia

Gambar 2.3.1. Proses masuknya logam berat ke lingkungan perairan. ( Bahri 2003)


8

2.4 Proses Sedimentasi Batu hasil pelapukan secara terus menerus diangkut ke muara oleh tenaga air,angin dan gletser. Air mengalir di permukaan tanah atau sungai membawa batuan halus baik terapung, melayang atau digeser di dasar sungai menuju tempat yang lebih rendah. Hembusan angin yang kuat juga dapat mengangkat debu, pasir, bahkan material yang lebih besar ke muara. Makin kuat hembusan angin maka daya angkutnya akan semakin kuat. Semua material batuan yang terendap dalam muara yang diangkut oleh air dan angin akan mengalami proses sedimentasi. Jadi Sedimentasi adalah suatu proses pengendapan material yang ditransport oleh media air, angin, es, atau gletser di suatu cekungan. 2.4.1 Jenis-Jenis Sedimen 2.4.1.1 Lithougenus sedimen 2.4.1.2 Biogeneuos sedimen 2.4.1.3 Hidreogenous sedimen 2.4.1.4 Cosmogerous sedimen 2.4.1.1 Lithougenus Sedimen Sedimen yang berasal dari erosi pantai dan material hasil erosi daerah up land. Material ini dapat sampai ke dasar laut melalui proses mekanik, yaitu tertransport oleh arus sungai dan atau arus laut dan akan terendapkan jika energi tertransforkan telah melemah. 2.4.1.2 Biogeneuos Sedimen Sedimen yang bersumber dari sisa-sisa organisme yang hidup seperti cangkang dan rangka biota laut serta bahan-bahan organik yang mengalami dekomposisi. 2.4.1.3 Hidreogenous Sedimen Sedimen yang terbentuk karena adanya reaksi kimia di dalam air laut dan


9

membentuk partikel yang tidak larut dalam air laut sehingga akan tenggelam ke dasar laut, sebagai contoh dari sedimen jenis ini adalah magnetit, phosphorit dan glaukonit. 2.4.1.4 Cosmogerous Sedimen Sedimen yang berasal dari berbagai sumber dan masuk ke laut melalui jalur media udara atau angin. Sedimen jenis ini dapat bersumber dari luar angkasa, aktifitas gunung api atau berbagai partikel darat yang terbawa angin. 2.4.2. Jenis Sedimen Muara Sungai yang mengalir dengan membawa berbagai jenis batuan akhirnya bermuara di laut, sehingga di laut terjadi proses pengendapan batuan yang paling besar. Hasil pengendapan di laut ini disebut sedimen marin. Hasil pengendapan ini biasanya berupa batu giling, batu geser, pasir, kerikil, dan lumpur yang menutupi dasar sungai. Bahkan endapan sungai ini sangat baik dimanfaatkan untuk bahan bangunan atau pengerasan jalan. Oleh karena itu tidak sedikit orang yang bermata pencaharian mencari pasir, kerikil, atau batu hasil endapan itu untuk dijual. Namun karena sedimen yang ada dimuara ini juga bersumber dari sisa sisa organisme yang hidup seperti cangkang dan rangka biota laut dan sungai serta bahan bahan organik yang mengalami dekomposisi maka sedimen ini dapat juga dikategorikan jenis Biogeneuos Sedimen. 2.5. Pengaruh Logam Berat Terhadap Kesehatan Manusia Logam yang dapat menyebabkan keracunan adalah jenis logam berat saja. Logam ini termasuk logam yang essensial seperti Cu, Zn, Se dan yang nonesensial seperti Pb, Hg, Cd, dan As.Terjadinya keracunan logam paling sering disebabkan pengaruh pencemaran lingkungan oleh logam berat, seperti penggunaan logam sebagai pembasmi hama (pestisida), pemupukan maupun karena pembuangan limbah pabrik yang menggunakan logam. Logam esensial seperti Cu dan Zn dalam dosis tertentu dibutuhkan sebagai unsur nutrisi pada hewan, tetapi logam nonesensial seperti Hg, Pb, Cd, dan As sama sekali belum diketahui kegunaannya


10

walaupun dalam jumlah relative sedikit dapat menyebabkan keracunan pada hewan. (Darmono,1995) Masing-masing logam berat memiliki pengaruh yang berbeda jika terakumulasi dalam tubuh manusia, yang akan berefek kepada kesehatan manusia tersebut. Beberapa diantaranya: 2.5.1. Kadmium(Cd) 2.5.1.1 Sejarah Kadmium (Cd) ini pertama kali ditemukan oleh seorang ilmuan Jerman bernama Friedric Strohmeyer pada tahun 1817. Logam Cd ini ditemukan dalam bebatuan calamine (seng karbonat). Nama Kadmium sendiri diambil dari nama latin “calamine” yaitu “cadmia”. Kadmium hampir selalu ditemukan dalam jumlah yang kecil dalam bijih-bijih Seng, seperti sphalerite (ZnS). Greenocite (CdS) merupakan mineral satu-satunya yang mengandung Kadmium. Hampir semua Kadmium diambil sebagai hasil produksi dalam persiapan bijih-bijih Seng, Tembaga dan Plumbum. Unsur ini lunak, logam putih yang kebiru-biruan yang dapat dengan mudah dipotong dengan pisau, hampir dalam banyak hal sifatnya mirip Seng, penanganannya harus hati-hati karena uap dari Kadmium sangat berbahaya. Contohnya solder Perak. Pengekposan terhadap debu-debu Kadmium tidak boleh melewati 0.01 mg/m3 (rata-rata waktu-berat selama 8jam, 40 jam/minggu. Konsentrasi maksimum tidak boleh melewati 0.14 mg/m3. Pengeksposan terhadap uap Kadmium oksida tidak boleh melewati 0,05 mg/m3 dan konsentrasi maksimum tidak boleh melewati 0,05 mg/m3. Nilai-nilai konsentrasi di atas sedang dievaluasi kembali dan rekomendasi sementara adalah untuk mengurangi pengeksposan terhadap Kadmium.


11

2.5.1.2 Kegunaan Cd Kadmium merupakan komponen campuran logam yang memiliki titik lebur terendah.Unsur ini dugunakan dalam campuran logam poros dengan koefisen gesek yang rendah dan tahan lama. Logam ini juga banyak digunakan dalam aplikasi sepuhan listrik (electroplating). Kadmium digunakan juga dalam pembuatan solder, batere Ni-Cd, dan sebagai penjaga reaksi nuklir fisi. Senyawa Kadmium digunakan dalam fosfor tabung TV hitam-putih dan fosfor hijau dalam TV berwarna. Sulfat merupakan garamnya yang paling banyak ditemukan dan sulfidanya memiliki pigmen kuning. Kadmium dan solusi senyawa-senyawanya sangat beracun. 2.5.1.3 Toksisitas Cd Kadmium merupakan salah satu jenis logam berat yang berbahaya karena elemen ini beresiko tinggi terhadap pembuluh darah. Kadmium berpengaruh terhadap manusia dalam jangka waktu panjang dan dapat terakumulasi pada tubuh khususnya hati dan ginjal. Secara prinsipil pada konsentrasi rendah berefek terhadap gangguan pada paru-paru, emphysema dan renal turbular disease yang kronis. Bagi tubuh manusia, Kadmium sebenarnya merupakan logam asing. Tubuh sama sekali tidak memerlukannya dalam proses metabolisme. Karenanya Kadmium sangat beracun bagi manusia dan dapat diabsorbsi tubuh dalam jumlah yang tidak terbatas, karena tidak adanya mekanisme tubuh yang membatasinya. Jumlah normal Kadmium dalam tanah berada dibawah 1 ppm, tetapi angka tertinggi (1.700 ppm) pernah dijumpai pada permukaan tanah yang berada dekat pertambangan Zinkum (Zn). Kadmium lebih mudah diakumulasi oleh tanaman dibandingkan dengan ion logam berat lainnya seperti Plumbum. 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 μg per orang atau 7 μg per kg berat badan. Kadmium juga


12

berefek pada potensial membran alga sel chara. Kadmium menyebabkan potensial membran sel chara berubah menjadi lebih negatif dibandingkan potensial membran sebelum adanya penambahan kadmium. Seiring dengan bertambahnya konsentrasi Kadmium, penurunan potensial membran menjadi semakin kecil dan potensial akhirnya menjadi semakin positif. Gejala ini kemungkinan dapat diterangkan berdasarkan peran Kadmium sebagai kation divalent. Kadmium merupakan salah satu jenis logam berat yang berbahaya karena elemen ini beresiko tinggi terhadap pembuluh darah. Apabila Kadmium masuk ke dalam tubuh maka sebagian besar akan terkumpul di dalam ginjal, hati dan sebagian

yang

dikeluarkan

lewat

saluran

pencernaan.

Kadmium

dapat

mempengaruhi otot polos pembuluh darah secara langsung maupun tidak langsung lewat ginjal, sebagai akibatnya terjadi kenaikan tekanan darah. Senyawa ini bisa mengakibatkan penyakit liver dan gangguan ginjal serta tulang. Senyawa yang mengandung Kadmium juga mengakibatkan kanker. Dalam industri pertambangan logam Pb dan Zn, proses pemurniannya akan selalu diperoleh hasil samping Kadmium, yang terbuang ke alam lingkungan. Kadmium masuk kedalam tubuh manusia terjadi melalui makanan dan minuman yang terkontaminasi. Untuk mengukur asupan Kadmium kedalam tubuh manusia perlu dilakukan pengukuran kadar Kadmium dalam makanan yang dimakan atau kandungan Kadmium dalam feses. Sekitar 5 0/ 0 dari diet Kadmium, diabsorpsi dalam tubuh. Sebagian besar Cd masuk melalui saluran pencernaan, tetapi keluar lagi melalui feses sekitar 3-4 minggu kemudian dan sebagian kecil dikeluarkan melalui urin. Kadmium dalam tubuh terakumulasi dalam ginjal dan hati terutama terikat sebagai metalothionein. Metalotionein mengandung asam amino sistein, dimana Cd terikat dengan gugus sulfhidril (-SH) dalam enzim karboksil sisteinil, histidil, hidroksil dan fosfatil dari protein dan purin.


13

Kemungkian besar pengaruh toksisitas Cd disebabkan oleh interaksi antara Cd dan protein tersebut, sehingga menimbulkan hambatan terhadap aktivitas kerja enzim. Kadmium lebih beracun bila terhisap melalui saluran pernafasan daripada saluran pencernaan. Kasus keracunan akut Kadmium kebanyakan dari menghisap debu dan asap Kadmium, terutama Kadmium oksida (CdO). Dalam beberapa jam setelah menghisap, korban akan mengeluh gangguan saluran nafas, nausea, muntah, kepala pusing dan sakit pinggang. Kematian disebabkan karena terjadinya edema paru-paru. Apabila pasien tetap bertahan, akan terjadi emfisema atau gangguan paru-paru yang jelas terlihat. Keracunan kronis terjadi bila memakan atau inhalasi dosis kecil Cd dalam waktu yang lama. Gejala akan terjadi setelah selang waktu beberapa lama dan kronik. Kadmium pada keadaan ini menyebabkan nefrotoksisitas, yaitu gejala proteinuria, glikosuria, dan aminoasidiuria disertai dengan penurunan laju filtrasi glumerolus ginjal. Kasus keracunan Cd kronis juga menyebabkan gangguan kardiovaskuler dan hipertensi. Hal tersebut terjadi karena tingginya afinitas jaringan ginjal terhadap Kadmium. Gejala hipertensi ini tidak selalu dijumpai pada kasus keracunan Cd. Kadmium dapat menyebabkan osteomalasea karena terjadinya gangguan daya keseimbangan kandungan kalsium dan fosfat dalam ginjal. 2.5.1.4 Gejala Keracunan Kadmium Salah satu efek utama yang ditimbulkan dari keracunan Kadmium adalah lemah dan rapuh tulang. Umumnya tulang belakang dan kaki sakit, dan gaya berjalan pincang karena cacat tulang yang disebabkan oleh Kadmium. Rasa sakit kemudian melemahkan, dengan patah tulang yang lebih umum dibandingkan tulang yang melemah. Komplikasi lain yang tejadi adalah batuk, kanker, anemia, dan gagal ginjal, yang kemudian menyebabkan

kematian. Penderita penyakit ini

banyak terjadi pada wanita pasca menopause.


14

Sedangkan menurut (Palar, 2004 dalam Ernawati, 2010) keracunan Kadmium kronis menyebabkan kerusakan pada fisiologis tubuh, yaitu ginjal, paruparu, darah dan jantung, kelenjar reproduksi, indra penciuman, kerapuhan tulang. Logam Kadmium bersifat karsinogen. 2.5.2 Kromium (Cr) Bahaya Kromium Khromium picolinate bisa merusak materi genetik pada sel-sel hewan hamster. Dr. John Vincent dari University of Alabama di Tuscaloosa menemukan, Khromium picolinate akan masuk ke dalam sel-sel secara langsung dan tinggal di sana, dan menimbulkan gangguan. Khromium picolinate berinteraksi dengan vitamin C serta antioksidan lain di dalam sel untuk memproduksi bentuk turunan dari Khromium yang bisa menyebabkan mutasi DNA, materi genetik. Kombinasi Khromium dan picolinate (khususnya bentuk turunannya) bisa memproduksi komponen berbahaya. Selain itu, picolinate akhirnya akan pecah dan menimbulkan efek yang merugikan. Khromium Picolinate merupakan Khromium generasi baru yang telah dipatenkan dan lebih mudah diserap oleh tubuh. Khromium berperan penting pada metabolisme dan penggunaan karbohidrat, sintesa asam lemak, kolesterol dan protein. Makanan ala modern yang banyak dikonsumsi masyarakat saat ini sangat sedikit kandungan Khromiumnya. Kekurangan Kromium dapat menyebabkan kelelahan, kegelisahan, diabetes, gangguan metabolisme asam amino dan meningkatkan resiko aterosklerosis. (Majalah Nova. Sept 2008). Jadi

Khromium

dapat

menyebabkan

kerusakan

terhadap

organ

respirasi,dan dapat juga menyebabkan timbulnya kanker pada manusia (Palar, 2004 dalam Ernawati 2010). 2.5.3.Tembaga/Kuprum (Cu) Secara umum masuknya Tembaga kedalam tatanan lingkungan dapat terjadi secara alamiah dan dapat juga secara non alamiah. Secara alamiah tembaga masuk


15

ke dalam tatanan lingkungan sebagai akibat dari berbagai peristiwa alam.Unsur ini dapat bersumber dari peristiwa erosi dari batuan mineral. Sumber lain adalah debu dan atau partikulat partikulat Cu yang ada dalam lapisan udara yang dibawa turun oleh air hujan. Melalui jalur non alamiah, Cu masuk kedalam tatanan lingkungan sebagai akibat dari aktifitas manusia. Jalur dari aktifitas manusia ini kedalam tatanan lingkungan ada bermacam macam pula. Sebagai contoh adalah buangan industri yang memakai Cu dalam proses produksinya, industri galangan kapal, karena Cu digunakan sebagai campuran bahan pengawet, industri pengolahan kayu,buangan rumah tangga dan lain sebagainya. 2.5.3.1 Tembaga dalam Lingkungan Tembaga masuk kedalam tatanan lingkungan perairan dapat berasal dari peristiwa-peristiwa alamiah dan sebagai efek samping dari aktifitas yang dilakukan manusia.Dalam kondisi normal keberadaan Cu di perairan ditemukan dalam bentuk senyawa ion CuCO 3 ~ dan CuOH~. Bila dalam perairan terjadi peningkatan kelarutan Cu, sehingga melebihi ambang batas yang seharusnya. Maka akan terjadi peristiwa “biomagnifikasi” terhadap biota perairan. Peristiwa biomagnifikasi dapat diidentifikasi melalui akumulasi Cu dalam tubuh biota perairan tersebut. Akumulasi dapat terjadi sebagai akibat dari terjadinya konsumsi Cu dalam jumlah berlebihan, sehingga tidak mampu dimetabolisme oleh tubuh. Gejala yang timbul pada manusia yang keracunan Cu akut adalah: mual, muntah, sakit

perut, hemolisis, netrofisis, kejang, dan akhirnya mati. Pada keracunan

kronis, Cu tertimbun dalam hati dan menyebabkan hemolisis. Hemolisis terjadi karena tertimbunnya H 2 O 2 dalam sel darah merah sehingga terjadi oksidasi dari lapisan sel yang mengakibatkan sel menjadi pecah. Defisiensi suhu dapat menyebabkan anemia dan pertumbuhan terhambat (Darmono,1995).


16

2.5.4. Besi/Ferrum (Fe) 2.5.4.1 Sifat-sifat Logam Besi Besi dengan nomor atom 26 dan massa atom 55,85, dalam Sistem Periodik Unsur terletak pada periode 4 golongan VIII B.Besi melebur pada suhu 15350C, titik didihnya 30000C, dan mempunyai densitas 7,87 g/cm3. Besi yang murni adalah logam berwarna putih perak, yang kukuh dan liat. Jarang terdapat besi komersial yang murni, biasanya besi mengandung sejumlah kecil karbida, silisida,fosfida, dan sulfida dari besi,serta sedikit grafit. Zat-zat pencemar ini memegang peranan penting dalam kekuatan struktur besi. (Vogel 1979). 2.5.4.2.Logam Besi dalam Kehidupan Manusia Proses biokimia dalam tubuh makhluk hidup selalu melibatkan unsur-unsur logam didalamnya. Pada suatu proses fisiologi yang normal, ion logam essensial sangat berperan aktifitasnya baik dalam ikatannya dengan protein, enzyme maupun bentuk lainnya. Manusia yang sehat dalam jaringan tubuhnya selalu ditemukan ion logam yang normal. Sedang ion logam yang ditemukan terlalu rendah pada jaringan tertentu misalnya darah (Fe), hati (Cu), dapat digunakan untuk mendiagnosa adanya kelainan pada orang yang bersangkutan yang kemungkinan menderita defisiensi atau penyakit lainnya. Diperkirakan bahwa untuk setiap pria dewasa harus memperoleh sekitar 1 mg/hari untuk mengganti Fe yang diekskresikan melalui saluran pencernaan,urine dan kulit. Pada wanita dewasa, darah yang hilang pada saat menstruasi perlu diganti dengan 1,4-2,2 mg Fe/hari. Pada umumnya manusia memperoleh 10 0/ 0 Fe dari makanan yang diabsorbsi melalui saluran pencernaan,sehingga mereka memperoleh sekitar 10-20 mg Fe/hari. Sekalipun Fe diperlukan oleh tubuh, tetapi dalam dosis besar dapat merusak dinding usus.Kematian seringkali disebabkan oleh rusaknya dinding usus ini. Debu Fe juga dapat diakumulasi didalam alverri paru-paru. (Majalah Nova Sept.2008 )


17

2.5.4.3 Logam Besi dalam Air Besi merupakan salah satu elemen kimia yang dapat ditemui pada hampir setiap tempat di bumi, pada semua lapisan geologis dan semua badan air, besi yang ada didalam air dapat berupa;1.terlarut sebagai Fe2+ (fero) atau Fe3+(feri).2. Tersuspensi sebagai butir koloidal (diameter

) atau lebih besar seperti Fe 2 O 3 ,

FeO, Fe (OH) 3 dan sebagainya. 3.Tergabung dengan zat organik atau zat padat yang anorganik atau seperti tanah liat. Pada air permukaan jarang dijumpai kadar Fe yang lebih besar dari 1 mg/l, tetapi didalam air tanah kadar Fe dapat jauh lebih tinggi. Pada air yang tidak mengandung oksigen (O 2 ) seperti seringkali air tanah, besi berada sebagai Fe2+ yang cukup larut, sedangkan pada air sungai yang mengalir dan terjadi aerasi, Fe2+ teroksidasi menjadi Fe3+. Fe3+ ini sulit larut pada pH= 6 sampai 8, bahkan dapat menjadi ferihidroksida (Fe (OH) 3 ) atau salah satu jenis oksida yang merupakan zat padat dan dapat mengendap. Demikian halnya didalam sungai,besi berada sebagai Fe2+, Fe3+ terlarut dan Fe3+ dalam bentuk senyawa organik berupa kolodial. Sumber masuk besi kedalam tatanan lingkungan perairan; dari buangan industri, limbah pertambangan, pengelasan logam, pipa-pipa air (Manahan, 1994). 2.5.5. Nikel (Ni) Nikel dengan nomor atom 28 dan massa atom 58,69, dalam Sistem Periodik Unsur terletak pada periode 4, golongan VIII B.Nikel adalah logam putih perak yang keras, bersifat liat, dapat ditempa dan sangat kukuh. Logam ini melebur pada 14550C, dan bersifat sedikit magnetis. (Vogel,1979). Sumber masuk ketatanan lingkungan perairan dari aktifitas manusia berupa pencucian dinding kapal, buangan industri, dan lain sebagainya. Nikel dapat terdapat sebagai unsur bebas dan juga sebagai senyawa dimana nikel nantinya dalam bentuk ion dengan valensi 2 dan 3. Nikel dapat menyebabkan kanker walaupun dalam jumlah kecil (Agusnar,2008)


18

2.5.6. Zinkum (Zn) Zinkum dengan nomor atom 30 dan massa atom 65,38 dalam Sistem Periodik Unsur terletak pada periode 4 dan golongan IIB. Zinkum adalah logam yang putih kebiruan, logam yang mudah ditempa dan liat pada suhu antara 1101500C. Zinkum melebur pada suhu 4100C dan mendidih pada 9060C. Logamnya yang murni,melarut lambat sekali dalam asam dan dalam alkali. (Vogel,1979). Zinkum masuk ketatanan lingkungan perairan melalui limbah industri, pengelasan logam, patri.Zinkum merupakan unsur penting dalam banyak metaloenzim,obat luka. (Manahan, 1994). Tubuh yang normal membutuhkan 12-15 miligram Zinkum setiap hari. Kebanyakan orang dapat mendapatkan zat tersebut secara alami melalui makanan atau minuman yang dikonsumsi. Namun jika zat Zinkum yang masuk ke dalam tubuh berlebihan, maka dapat mengakibatkan keracunan Zinkum. Usus tertekan, muntah, kram perut, diare dan mual berkepanjangan. Gejala tersebut jika tidak segera ditangani dapat menyebabkan sakit kuning, kejang, demam, dan tekanan darah rendah, bahkan kematian. Sedangkan (Eamens dkk, 1984 dalam Darmono, 1995) menyatakan keracunan Zinkum dengan gejala-gejala: osteomalasea, kalkulirenalis, dan proteinuria. Keracunan Zinkum sering dijumpai bersamaan dengan keracunan Kadmium secara kronis. 2.6 Interaksi antar Logam Mempelajari interaksi antar logam esensial dan nonesensial dapat membantu mempelajari mekanisme toksitas logam tersebut. Interaksi antar logam tersebut banyak di teliti di laboratorium dan kemudian diaplikasikan di lapangan,ternyata kejadiannya hampir sama dengan di lapangan secara ilmiah baik pada hewan maupun pada manusia. Daya keracunan dari suatu logam berat nonesensial dapat meningkat atau


19

menjadi menurun oleh karena hadir atau absennya logam esensial.

Mn

Fe

Cd

Cu

Zn

Pb

Ca

Se

Hg

Cr

(Darmono,1995).

Gambar2.6: Interaksi Antar Logam dalam Tubuh Manusia 2.7. Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) Spektrofotometer Serapan Atom adalah suatu metode pengukuran kuantitatif suatu unsur yang terdapat dalam cuplikan berdasarkan penerapan cahaya pada panjang gelombang tertentu oleh atom-atom dalam bentuk gas dalam keadaan dasar. Ahli kimia telah lama menggunakan pancaran radiasi oleh atom yang tereksitasi dalam suatu nyala sebagai alat analitis. 2.7.1. Prinsip Dasar Spektrofotometer Serapan Atom Jika cahaya dengan panjang gelombang resonansi dilewatkan nyala yang mengandung atom-atom yang bersangkutan, maka sebagian cahaya akan diserap, dan jauhnya penyerapan akan berbanding lurus dengan banyaknya atom keadaan dasar yang berada dalam nyala. Hal ini merupakan dasar penentuan kuantitatif logam-logam dengan menggunakan SSA (Walsh,1995). 2.7.2. Cara kerja Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) Spektrofotometer Serapan Atom Shimadzu AA6-300 terdiri atas tiga komponen berikut: a. Unit atomisasi b. Sumber radiasi c. Sistem pengukur fotometrik


20

Cara kerja Spektrofotometer Serapan Atom Shimadzu AA6-300 mengikuti Hukum Lambert-Beer, yaitu banyaknya sinar yang diserap berbanding lurus dengan kadar zat. Persamaan garis antara kadar zat dengan absorbansi adalah persamaan garis lurus dengan koefisien arah positip. Y = a + b X. Dengan memasukan nilai absorbansi larutan contoh ke dalam persamaan garis dari larutan standar, maka kadar logam berat dalam contoh akan dapat diketahui. (Horas P. Hutagalung 1997, hal59) Oleh karena yang mengabsorbsi sinar adalah atom, maka ion/ senyawa logam berat dalam contoh harus dirubah menjadi bentuk atom. Perubahan bentuk ion/senyawa menjadi bentuk atom biasanya dilakukan pada suhu tinggi (2000 0C) melalui pembakaran (asetylen-udara) atau dengan energi listrik. 2.7.3 Contoh Penentuan Kadar Logam Dalam Sampel No

(Xi-X)2

Xi-X

1

0,2992

0,0108

0,0001

2

0,2869

0,0015

0,0001

3

0,2792

-0,0092

0,0001

n=3

SD

Xi

∑ (Xi-X)2 = 0,0003

X = 0,2884

=

Xi=absorbansi

=

X=rerata absorbansi

Kadar logam = X ± SD = 0,2884 ± 0,0141 (mg/L)


21

Selanjutnya,apabila hasil yang didapat ini hendak dikonversikan dalam bentuk satuan mg/Kg dapat dipergunakan rumus: Kadar logam =

mg/Kg

.

Dimana : X = kadar logam dalam sampel (mg/L) V = volume larutan sampel (L),misalnya 50 mL=0,05 L Berat contoh (mg),misalnya 1 g = 1000 mg Jadi ; Kadar logam=

.0,05L.106 mg/Kg

= 0,01442.103 mg/Kg dengan SD=0,0141 maka = 14,42 ±0,0141 mg/Kg 2.7.4 Keuntungan Penggunaan Metode SSA Analisis dilakukan dengan metode spektrofotometer serapan atom(SSA) dengan pertimbangan bahwa: 1. Metode analisis (SSA) dapat menentukan hampir keseluruhan unsur logam. 2. Metode analisis (SSA) dapat menentukan logam dalam skala kualitatif karena lampunya 1 (satu) untuk setiap 1 logam. 3. Analisis unsure logam langsung dapat ditentukan walau sampel dalam bentuk campuran. 4. Analisis unsur logam dengan SSA didapat hasil kuantitatif. 5. Analisis dapat diulangi beberapa kali, dan akan selalu di peroleh hasil yang sama.


BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Recommend Documents