Posted on

^ LOGAM BERAT ^

PENENTUAN TINGKAT PENCEMARAN LOGAM BERAT
DENGAN ANALISIS RAMBUT
PENDAHULUAN
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. Walaupun sampai sekarang
belum diketahui berapa waktu yang dibutuhkan oleh logam
berat dari masuknya ke dalam tubuh sampai terserap oleh
rambut, dalam ulasan ini dicoba untuk menentukan tingkat
pencemaran logam berat berdasar kadamya dalam makanan,
air minum dan dalarn rambut.
Rambut adalah bagian tubuh dari makhluk hidup yang
banyak mengandung protein struktural yang tersusun oleh
asam-asam amino sistin yang mengandung ikatan disulfida
(- S – S -) dan sistein yang mengandung gugus sulfhidril
(- SH) yang berkemampuan mengikat logam-logam berat
yang masuk ke dalam tubuh. Faktor-faktor yang dapat
mempengaruhi kerentanan tubuh terhadap logam berat,
khususnya Pb adalah nutrisi, kehamilan, dan umur (Hamid,
1991). Kekurangan gizi akan meningkatkan kadar Pb yang
bebas dalam darah. Fergusson (1991) menyatakan bahwa
kadar Ca dan Fe yang tinggi dalam makanan akan
menurunkan penyerapan Pb dan sebaliknya bila tubuh
kekurangan Ca dan Fe, penyerapan Pb akan meningkat.
Dinyatakan juga bahwa defisiensi Fe dan P akan mengakibatkan
gangguan ekskresi Pb dari tulang, sehingga
meningkatkan kadarnya pada jaringan lunak dan menyebabkan
hemotoksisitas.
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 dalam
Sanusi, 1985).
Bila manusia banyak mengkonsumsi makanan yang
mengandung logam berat dan ikut dalam aliran darah
dalam tubuh, maka akan timbul gejala tertentu dan bahkan
menyebabkan kematian. Masuknya logam berat dalam
jumlah yang membahayakan dapat lewat rantai pangan
pendek (hewan-manusia), atau lewat rantai pangan panjang
(tanaman – hewan – manusia) (Notohadiprawiro, 1995).
Pada saat ini penelitian tentang pencemaran logam
berat masih dilakukan terhadap lingkungan perairan, tanah,
dan udara. Penelitian ini masih jarang dilakukan terhadap
kandungan logam berat yang masuk ke dalam tubuh. Agak
sulit untuk mengevaluasi hubungan antara kandungan
logam berat di lingkungan dengan logam berat yang
diabsorpsi oleh tubuh.
SlFAT FlSlK DAN KlMlA BEBERAPA LOGAM BERAT
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.
Disamping 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 takaktif.
Misalnya pada pengikatan ion merkuri oleh gugus
sulfhidril (Hill, 1984) :
enzim dengan enzim
gugus sulfhidril (tak-aktif)
ion arsenit Enzim Enzim . .
(tak akti9 ‘
Arsen bukan logam, tetapi mempunyai sifat logam. Pada
perdagangan bahan beracun, arsen umumnya ditemukan
sebagai ion arsenit ( ~ ~ 0a~tau3 a)rs enat ( ~ ~ 0 ~ I3on)-.io n
ini juga bisa berikatan dengan enzim, sehingga enzim
menjadi tidak aktif.
Berikut ini dijelaskan rincian sifat-sifat beberapa logam
berat :
(a). 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 pemafasan. 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 manusia. Kadar metilmerkuri yang menyebabkan
keracunan pada manusia sebesar 9 – 24 ppm, yang setara
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 tinggi dan
lemak rendah dapat menurunkan waktu retensi metilmerkuri
pada tikus. Kadar vitamin E yang tinggi dapat menurunkan
tingkat kematian akibat terserapnya metilmerkuri dan
merkuriklorida.
Pelepasan merkuri ke dalam tanah, air, dan udara
pada saat ini kebanyakan berasal dari keaktifan antropogenik
yang dapat melalui beberapa proses :
1. Penambangan dan peleburan bijih, terutama pada
peleburan tambang Cu dan Zn.
2. Pembakaran bahan bakar fosil, terutama batubara.
3. Proses-proses produksi dalam suatu industri, terutama
pada proses kloralkali sel Hg untuk memproduksi gas
klor dan NaOH.
4. lnsenerasi buangan.
Secara global efek antropokogenik tahunan yang
dilepas ke lingkungan sekitar 3 x lo6 kg selama tahun 1900,
dan telah naik menjadi sekitar 9 x lo6 kg selama tahun
1970. Pelepasannya ke lingkungan lebih kurang 45% ke
udara, 7% ke air, dan 48% ke dalam tanah.
Efek bahaya dari merkuri :
Sampai sekarang belum diketahui fungsi biologis
esensial dari logam Hg. Sebaliknya, Hg merupakan unsur
yang paling toksik bagi manusia dan banyak hewan tingkat
tinggi. Semua senyawa kimia Hg juga toksik bagi manusia.
Garam-garam merkuri memperlihatkan toksisitas yang
sangat akut dengan bemacam gejala dan bahayanya,
misalnya pneumonia dan oedema paw, tremor dan gingivis.
Beberapa senyawa organomerkuri, terutama alkilmerkuri
berbobot molekul rendah tergolong lebih berbahaya
terhadap manusia karena toksisitas kronisnya dengan
pengaruh yang berrnacam-macam. Misalnya tak dapat balik
dan merusak sistem saraf. Dalam kasus ini yang paling
penting adalah metilmerkuri, karena zat ini dapat dihasilkan
oleh mikroorganisme dari ion H ~ d~ala’m lingkungan alami
yang berbeda. Metilmerkuri mengakibatkan efek teratogenik
kuat, karsinogenik, dan aktivitas mutagenik. Disamping itu
keracunan oleh merkuri organik adalah berupa gangguan
saraf yaitu ataksia, hiperestese (peka), konvulsi, kebutaan,
koma, dan kematian.
Keracunan Hg akhir-akhir ini lebih sering terjadi.
Kasus awal tejadi di Jepang pada tahun 1953 – 1960,
sewaktu penduduk di kota kecil Minamata teracuni
metilmerkuri dengan konsentrasi tinggi dari limbah pabrik
polivinil asetat (PVA) karena masyarakat mengkonsumsi
ikan dari teluk Minamata. Keracunan hewan liar di Swedia
akibat makan biji-bijian yang telah diperlakukan dengan
metilmerkuri selama periode 1948 – 1965. Kasus lain juga
terjadi di lrak pada tahun 1971 yang memakan korban
sampai 400 orang, akibat kesalahan menggunakan bibit
gandum yang telah diberi fungisida yang mengandung
raksa.
Penelitian kemudian dilakukan secara intensif sejak
peristiwa-peristiwa ini. Sampai beberapa dekade kemudian
menunjukkan bahwa kandungan metilmerkuri dalam daging
ikan terus naik dan tersebar secara global.
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 dalam tanah. Pada umumnya
penyerapan Hg dari tanah ke tanaman rendah, dan akar
berfungsi sebagai penghalang (barrier) pada penyerapan
Hg (Steinnes, 1990).
—– —–*
Pera~ran lkan Kerang
Gambar 1. Pergerakkan Hg ke ekosistem manusia (Owen, 1980)
(b). Timbal (Pb) :
Timbal banyak digunakan pada industri batere,
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(CH&. Penambahan senyawa ini juga dicampur
lagi dengan senyawa etilen diklorida, C2H4CI2 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
(Holun, 1977 dalam Dahlan, 1989).
Jumlah Pb yang ditambahkan ke dalam bensin
berbeda-beda di setiap negara. Di Indonesia setiap liter
bensin premium yang dijual dengan nilai oktana 87 dan
bensin super dengan nilai oktana 98, masing-masing
mengandung 0,70 g dan 0,84 g senyawa timbal-tetraetil
atau timbal-tetrametit, yang berarti sebanyak 0,56 g Pb
akan dibuang ke udara untuk setiap liter bensin yang
digunakan (Rustiawan, 1994).
Fergusson (1991) menyebutkan bahwa partikel Pb
yang dikeluarkan oleh asap kendaraan berrnotor berukuran
antara 0,08 – 1,00 pm dengan masa tinggal (residence
time) di udara selama 4 – 40 hari. Masa tinggal yang
cukup lama ini menyebabkan partikel Pb dapat disebarkan
angin hingga mencapai jarak 100 – 1000 km dari sumbernya.
Penyebaran bahan pencemar di udara sangat
dipengaruhi oleh cuaca. Tiupan angin dapat bekerja
mengencerkan zat pencemar udara, sehingga dapat
memperkecil bahaya dan kerugian akibat zat pencemar
tersebut. Walaupun demikian, sifat tersebut akan mengakibatkan
semakin meluasnya daerah yang terkena pencemaran
jika dibandingkan seandainya tidak ada tiupan angin
(Owen, 1980).
Setelah pembakaran bensin, timbal akan keluar dalam
bentuk PbC12 atau PbBr2, atau sebagai partikel Pb yang
sangat halus. Sebagian dari Pb akan tetap berada di udara
dan sebagian lagi akan jatuh ke permukaan bumi dan
mengendap. Tinggi rendahnya konsentrasi Pb di atmosfir
dipengaruhi oleh kecepatan angin, hujan, vegetasi, gedunggedung
tinggi, jalan yang sempit dan kemacetan lalu-lintas
(Ali, et a/, 1986). Timbal juga digunakan sebagai zat
penyusun. patri atau solder dan sebagai formulasi
penyambung pipa yang mengakibatkan air untuk rumahtangga
mempunyai banyak kemungkinan kontak dengan
timbal (Saeni, 1989).
Dalam konsentrasi kecil, semua bahan pangan alami
mengandung timbal, dan dalam prosesing makanan mungkin
konsentrasi timbal akan bertambah (Fardiaz, 1995).
Adanya kontaminasi timbal dalam tubuh dapat diketahui
melalui penentuan kadar timbal daIam darah, gigi, dan
rambut. Selain dari makanan, udara, dan air, timbal dalam
rambut dapat berasal dari cat rambut yang mengandung
timbal asetat dan dapat juga berasal dari debu (Cohen dan
Roe, 1991).
Gejala keracunan timbal dapat berupa mual,
anemia, sakit di sekitar perut dan dapat menyebabkan
kelumpuhan (Piotrowski dan Coleman, 1980). Timbal juga
dapat mempengaruhi sistem saraf, intelegensia, dan pertumbuhan
anak-anak. Hal ini disebabkan karena timbal
dalam tulang dapat mengganti kalsium, sehingga dapat
menyebabkan kelumpuhan. Soemarwoto (1985) juga
menyatakan bahwa anemia bisa te Qadi karena timbal dalam
darah akan mempengaruhi aktivitas enzim asam delta
amino levulonat dehid atase (ALAD) dalam pembentukan
hemoglobin pada bu4r-butir darah merah. Defisiensi Ca,
Fe, Zn, Cu, dan fosfat akan meningkatkan penyerapan
timbal oleh jaringan tubuh (Cohen dan Roe, 1991).
Timbal berpengaruh tehadap darah melalui dua cara,
yaitu : (1) penundaan pemasakan sel-set darah merah
dalam sumsum tulang dan menimbulkan bintik-bintik pada
sel-sel darah merah serta anemia, dan (2) menghambat
sintesis hemoglobin oleh gangguan Pb pada dua zat
penting untuk membentuk hemoglobin, yaitu asam amino
delta levulonat dan korproporfin Ill (Waldbott, 1978).
Ginjal adalah organ sasaran utama bagi kelebihan
logam berat. Kemungkinan mekanisme keracunan ginjal
oleh beberapa logam berat disebabkan karena efeknya
pada enzim dehidrogenase pada gugus – SH. Pada kasus
keracunan akut, beberapa logam berat seperti As, Bi, Cd,
Pb, Hg, dan U menyebabkan nekrosis tubular, oligosuria,
dan kegagalan fungsi ginjal (Casarett dan Doull 1975 ; Gan,
1980).
Menurut Tsalev dan Zaprinev (1985), besarnya
tingkat keracunan timbal dipengaruhi oleh :
(1). Umur : Janin yang masih berada dalam kandungan,
balita dan anak-anak lebih rentan dibanding orang
dewasa.
(2). Jenis kelamin : Wanita lebih rentan dibandingkan pria.
(3). Penderita penyakit keturunan atau orang-orang yang
sedang sakit akan lebih rentan.
(4). Musim : Musim panas akan meningkatkan daya racun
terutama terhadap anak-anak.
(5). Peminum alkohol akan lebih rentan terhadap timbal.
Orang-orang yang bekerja langsung berhubungan
dengan bensin atau terkena uapnya seperti petugas pompa
bensin dan pintu toll polisi lalu-lintas, supir taksi dan
pegawai bengkel dapat mengakumulasi Pb di dalam
darahnya lebih tinggi dibandingkan dengan pekerja lain.
Tingginya Pb dalam darah akan mempengaruhi aktivitas
enzim delta ALAD dalam pembentukan hemoglobin di butir
darah merah. Terganggunya enzim delta ALAD dalam
memproduksi hemoglobin dapat mengakibatkan anemia
(Soemarwoto, 1983; Fergusson, 1991).
Partikel-partikel uap Pb bila terhirup lewat saluran
pemafasan akan merusak kesehatan. Partikel halus yang
terhirup masuk ke dalam paru-paru dan selanjutnya ke
dalam darah. Timbal dapat merusak dengan berbagai cara
seperti pengurangan set-sel darah merah, penurunan
sintesis hemoglobin, dan penghambatan sintesis heme
yang menimbulkan anemia. Secara umum mekanisme
timbulnya anemia akibat Pb dijelaskan oleh Soedigdo
(1981) yaitu akibat terbentuknya senyawa Pb dengan
enzim. Kompleks yang terbentuk menjadi tidak aktif, yang
berakibat terhambatnya sintesis darah merah (Hb) . dan
menimbulkan anemia, dengan reaksi :
Disamping pengaruh hematologi, timbal juga dikenal
sebagai penghambat kelahiran yang menyebabkan stenlitas,
keguguran, dan kematian janin (Piotrowski dan
Coleman, 1980). Secara umum daya rawn timbal yang
akut pada manusia menyebabkan kerusakan hebat pada
ginjal, sistem reproduksi, hati, otak, sistem saraf sentral,
dan mengakibatkan sakit yang parah dan kematian.
Pengaruh proses pelapisan kertas timbal atau cat dengan
kandungan timbal tinggi diperkirakan telah menyebabkan
penghambatan mental pada anak-anak, terutama bagi
mereka yang tinggal di rumah-rumah tua dan tidak memenuhi
standar rumah sehat (Saeni, 1989).
(cj. Kadmium (Cd) :
Kadmium adalah salah satu unsur logam berat yang
bersama-sama dengan unsur Zn dan Hg terrnasuk pada
golongan II B daftar berkala. Kadmium jarang sekali diiemukan
di alam dalam bentuk bebas. Keberadaannya di alam
dalam berbagai jenis batuan, tanah, dalam batubara dan
minyak. Kadmium dapat terikat pada protein dan molekul
organik lainnya dan membentuk garam dengan asam-asam
organik. Dalam bentuk mineral, Cd berada dalam batuan
greenochite (CdS) yang berasosiasi dengan batuan ZnS.
Pada ekstraksi pertambangan, Cd sebagai hasil saving
dari tambang seng (kandungan Cd sebesar lebih kurang
3 kg dalam 1 ton Zn). Pelapisan Cd pada suatu logam
meng-akibatkan logam menjadi antikorosi bila digunakan
dalam air taut, air alkalis dan di lingkungan tropis
(Fergusson, 1991).
Zat pencemar kadmium bersumber dari buangan
industri, limbah pertambangan, pengelasan logam, dan
pipa-pipa air. Secara kimia logam Cd sangat mirip dengan
Zn dan kedua logam ini mengalami proses geokimia
bersama-sama, serta keduanya terlarut dalam air dengan
bilangan oksidasi +2.
Pengaruh racun akut dari Cd sangat buruk. Diantara
penderita yang keracunan Cd mengalami tekanan
darah tinggi, kerusakan ginjal, jaringan testikular, dan’selsel
darah merah (Saeni, 1989). Kadmium dalam tubuh
dapat merusak tulang, dan di Jepang dikenal dengan gejala
“Itai-itain yang diakibatkan oleh pencemaran Cd dari pabrik
cat (Hughes, 1981). Kerja fisiologis Cd memiliki sifat yang
sama dengan Zn, sehingga secara spesifik Cd dapat
mengganti Zn dalam beberapa enzim dan struktur stereo
dari enzim tersebut dengan sendirinya diubah dan aktivitas
katalisnya dirusak (Saeni, 1989). Konsentrasi Cd dalam
tubuh yang mengakibatkan keadaan kritis adalah 200 pg/g
pada saat terjadi kegagalan ginjal. Gejala yang terlihat
adalah glikosuria diikuti dengan diuresis dan aminourea,
proteinurea, asidurea dan hiperkalsiurea (Darmono, 1995).
Agar tidak terjadi keracunan karena mengkonsumsi
makanan yang terkontaminasi logam Hg, Pb, dan Cd,
maka ada suatu ketentuan yang disarankan oleh Food
Agricultural Organization – World Health Organization, yaitu
0,3 mg orang -’ minggu” untuk Hg total dan tidak lebih dari
0,2 mg Hg jika dalam bentuk metil merkuri, 0,4 – 0,5 mg
orang-’ minggu-’ untuk Cd, serta 3 mg Pb total orange’
minggu-’
(d). Tembaga (Cu) :
Tidak seperti logam-logam Hg, Pb, dan Cd, logam Cu
merupakan unsur renik esensial untuk semua tanaman dan
hewan termasuk manusia, dan diperlukan pada berbagai
sistem enzim. Oleh karena itu Cu harus selalu ada pada
makanan. Sehubungan dengan ha1 ini yang perlu diperhatikan
adalah agar unsur ini tidak kekurangan dan juga
tidak berlebih (Saeni, 1995). Batas ambang Cu untuk
perikanan dan petemakan sebesar 0,02 ppm dan untuk
pertanian 0,2 ppm (PP 20 tahun 1990). Pada konsentrasi
yang lebih tinggi Cu akan toksik, terutama untuk bakteri,
ganggang, dan jamur. Oleh karena itu CuS04 dan senyawa
tembaga lain dapat digunakan sebagai pestisida (Pettrucci,
1 982).
Tembaga sangat dibutuhkan oleh tumbuhan
maupun hewan karena Cu adalah komponen utama dalam
beberapa enzim oksidasi. Teori terbaru menyatakan
bahwa kekurangan Cu akan menyebabkan anemia, karena
Cu diperlukan untuk absorpsi dan mobilisasi Fe yang
diperlukan untuk pembuatan hemoglobin.
Logam Cu bersama-sama Fe dan Co merupakan
mineral yang sangat penting dalam pembentukan set darah
merah. Kobalt dapat meningkatkan jumlah hematokrit,
hemoglobin, dan eritrosit dengan merangsang pembentukan
eritropoetin. Eritropoetin berguna untuk meningkatkan
absorpsi Fe oleh sumsum tulang. Metabolisme Fe
dan Cu saling terkait, karena unsur ini terdapat dalam
sitokrom oksidase. Defisiensi Cu dapat meningkatkan
absorpsi Fe (Gan, 1980).
Sumber tembaga di lingkungan dapat berasal dari
korosi kuningan dan pipa tembaga oleh air yang asam,
limbah, penggunaan senyawa tembaga sebagai algisida
perairan, fungisida tembaga dari daerah pertanian, dan
pestisida pada treatmen tanah dan efluen, serta cemaran
udara dari daerah industri (Canadian Council of Research
and Environment Minister, 1987).
Logam Cu memiliki mekanisme metabolisme di
dalam tubuh. Pada saluran pencemaan Cu diabsorpsi dan
diangkut melalui darah berikatan dengan protein albumin
dan transferin ke dalam hati lewat sistem darah portal
hepatis. Logam Cu dalam tubuh berikatan dengan enzim
seperti seroloplasmin, sitokromoksidase, dopamin hidroksidase,
tirosinase, amin oksidase, lisil oksidase, dan superoksida
dismutase. lkatan tersebut memiliki tempat dan
fungsi metabolisme tertentu dalam tubuh. Pada hati,
hampir semua Cu berikatan dengan enzim, terutama enzim
seruloplasmin yang mengandung 90 – 94% dari total
kandungan Cu dalam tubuh.
Ion Cu dapat mengakibatkan toksik. Gejala yang
timbul pada keracunan Cu akut adalah mual, muntah,
mencret, sakit perut hebat, hemolisis darah, hemoglobinuria,
nefrosis, kejang dan mati. Pada keracunan kronis,
Cu tertimbun dalam hati dan dapat mengakibatkan hemolisis.
Kejadian hemolisis ini disebabkan oleh tertimbunnya
H202 dalam sel darah, sehingga terjadi oksidasi dari lapisan
sell akibatnya sel pecah (Darmono, 1995).
TRANSLOKASI DAN AKUMULASI LOGAM BERAT Dl
LINGKUNGAN
Logam berat tersebar di seluruh perrnukaan bumi,
baik dalam tanah, air, maupun udara. Salah satu logam
berat yang bersifat sangat beracun adalah merkuri dalam
bentuk senyawa organo-merkuri yang mempunyai sifat
sangat stabil di dalam air maupun udara, sehingga tahan
lama di lingkungan.
Logam merkuri dapat masuk ke lingkungan melalui
air hujan dari atmosfir atau bisa juga melalui pencucian
tanah. Dari lingkungan logam berat dapat masuk ke dalam
tubuh manusia melalui pemafasan, kulit, maupun saluran
pencemaan dari makanan atau minuman yang dikonsumsi.
Untuk kelangsungan hidup dan produktivitasnya,
tanaman membutuhkan hara mineral dan air yang diperoleh
dari tanah tempat hidupnya. Bila tanaman itu hidup pada
tanah yang kandungan logam beratnya tinggi, kemungkinan
besar kadar logam berat pada tanaman itu juga tinggi,
karena tanaman mempunyai kemampuan menyerap logam
berat (Stowsand, 1986). Selain dari tanah, tanaman juga
dapat menyerap logam berat dari udara melalui daunnya,
misalnya timbal yang dapat masuk ke jaringan daun melalui
stomata.
Manusia sebagai konsumen hasil tanaman, baik
daun, buah, maupun umbi, dapat terkontaminasi logam
berat melalui rantai pangan. Di dalam tubuh logam berat
mengalami magnifikasi, sehingga kadamya akan jauh lebih
tinggi dari kadar logam berat tersebut pada sumbemya. Hal
ini akan membahayakan kesehatan manusia.
Penyerapan logam berat oleh tanaman dipengaruhi
oleh berbagai faktor, misalnya kadamya dalam lingkungan
tanaman, jenis tanaman, pH tanah, curah hujan, dan
sebagainya. Kemampuan mengakumulasi logam berat juga
berbeda untuk setiap jenis tanaman. Sommers (1980)
dalam penelitiannya mendapatkan bahwa kemampuan
menerima dan mentranslokasikan logam berat ke berbagai
tanaman berbeda untuk setiap jenis tanaman. Bahkan
spesies yang sama, tetapi tanamannya lain menunjukkan
variasi kadar logam berat yang cukup besar. Dinyatakan
pula bahwa tanaman sayuran seperti selada dan bayam
cenderung mengakumulasi logam Cd dalam jumlah yang
lebih besar dibanding kedele, jagung dan gandum bila
tanaman tersebut ditanam pada kondisi yang sama.
Chaney (1980) menyatakan bahwa konsentrasi Cd
dalam tanah akan memperbesar penangkapan unsur logam
berat tersebut oleh tanaman yang selanjutnya memasuki
rantai makanan dan berakhir pada manusia. Di dalam
tubuh Cd dapat menggantikan seng dalam enzim dan
mengubah struktur stereo dari enzim tersebut, sehingga
aktivitas katalisnya rusak. Sebaliknya seng dapat mengurangi
atau mengeluarkan Cd dari dalam tubuh. Mengingat
Cd sangat beracun, khususnya pada ginjal, dan perokok
akan dapat memperbesar akumulasi logam berat pada
ginjal (Florence dan Setright, 1994).
Timbal bersifat fawn terhadap tubuh manusia,
karena unsur ini mempengaruhi metabolisme Ca dan
menghalangi beberapa sistem enzim (Rahayu, 1995).
Timbal yang masuk ke bagian-bagian tubuh sewaktu-waktu
melibatkan fungsi kinetik yang mencakup absorpsi,
distribusi, metabolisme dan ekskresi (Gambar 2). Ginjal
dan hati adalah organ-organ yang dituju oleh logam-logam
Hg, Pb, dan Cd.
Absorpsi Pb melalui
(otot, hati, girrjal+
Gambar 2. Diagram metabolisme Pb (Sumber : Ratcliffe, 19981).
BlOlNDlKATOR RAMBUT
Gugusan-gugusan sulfhidril ( – SH) dan disulfida
sistin ( – S – S -) dalam rambut mampu mengikat logam
berat yang masuk ke dalam tubuh dan terikat di dalam
rambut. Mengingat senyawa sulfida mudah terikat oleh
logam berat, maka bila logam berat masuk ke dalam tubuh,
logam-logam tersebut akan terikat oleh senyawa sulfida
dalam rambut (Pettrucci, 1982).
Helai rambut terdiri dari zat tanduk yang berisi
protein keratin. Zat ini juga terdapat pada kuku, bulu, dan
tanduk hewan menyusui (Mercer, 1969). Fungsi dari rambut
adalah untuk melindungi pengaruh panas dan dingin. Pada
daerah panas bulu yang halus dan tipis akan melindungi
sengatan matahari. Sedangkan pada daerah dingin, bulu
yang tebal dapat menahan panas badan (Loriwer, 1993).
Jumlah logam pada rambut berkorelasi dengan
jumlah logam yang diabsorpsi oleh tubuh. Oleh karena itu
rambut dapat dipakai sebagai bahan biopsi. Dari studi
terhadap senyawa metilmerkuri menunjukkan bahwa jumlah
senyawa itu dalam rambut berhubungan dengan metilmerkuri
di daerah sekitar rambut itu tumbuh (Toribara dan
Jackson, 1982).
Semakin tua umur seseorang, semakin bertambah
daerah yang ditumbuhi rambut di permukaan tubuhnya.
Rambut seseorang paling tebal padausia 20 tahun, dan
setelah itu setiap helai rambut mengisut, sehingga pada
usia 70 tahun, rambutnya sudah setipis ketika masih bayi
(Panjaitan, 1991).
Hasil penelitian tentang penentuan tingkat pencemaran
logam berat dengan analisis rambut yang telah kami teliti
antara lain :
(1). Penelitian “Hubungan antara konsentrasi logam berat
(Pb, Cu, dan Hg) di lingkungan dan rambut”.
Penelitian ini saya lakukan di Glasgow, Skotlandia, UK,
tahun 1994 – 1995. Penelitian ini bertujuan untuk
menentukan korelasi konsentrasi Pb, Cu, dan Hg
dalam air minum, kubis dan brokoli dengan Pb, Cu, dan
Hg dalam rambut. Hasil penelitian tersebut terdapat
pada Tabel 1.
Tabel I. Kandungan Pb, Cu, dan Hg dalam air, kubis,
brokoli, dan rambut.
Kandungan :
WaMu Analisis . Bahan Pb (ppm) Cu Hg ( P P ~ )
November, 1994 Air 0 0 0
Kubis 10,20 0,30 6
Brokoli 16,50 0.67 0
Rarnbut 24,50 1,19 8
Desember, 1994 Air 1,45 0 0
Kubis 13,60 0,24 6
Brokoli 17,20 0,71 0 ‘
Rarnbut 27,60 1,02 17
Januari, 1995 Air 1,05 0 0
Kubis 12,OO 0,4 7
Brokoli 16,50 0,75 0
Rarnbut 27,lO 1,86 18
Rata-rata Air 0,83 0 0
Kubis 11,93 0,34 6,3
Brokoli 16,73 0,71 0
Rambut 26,40 1,36 14,3
Dari data hasil penelitian ini (Tabel I), dapat disimpulkan
bahwa :
1). Sumber timbal dalam badan berasal dari makanan dan
air minum,
2). Sumber tembaga dalam badan berasal dari makanan,
3). Sumber merkuri dalam badan tidak semata-mata dari
sayur-sayuran, tetapi juga dari makanan lain.
4). Persamaan regresi korelasi Cu dalam kubis dan Cu
dalam rambut adalah :
Y = 0.19 X + 0,0654 , dengan r = 0,98*
(2). Saeni dan Wuryandari (1997) meneliti “Pengaruh
pencemaran Pb, Cd, dan Cu dalam kangkung, bayam,
dan air terhadap pencemaran dalam rambut di
Kotamadya Bogor”, yang dilakukan pada tahun 1995.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui tingkat
pencemaran logam berat Pb, Cd, dan Cu di Kotamadya
Bogor dengan rambut sebagai bioindikator.
Hasil penelitian yang diperoleh memperlihatkan
bahwa secara umum kandungan Pb dan Cd dalam rambut
sudah melebihi ekskresi normal (Tabel 2).
Tabel2. Kandungan Pb, Cu, dan Cd dalam rambut,
kangkung, bayam dan air
Kandungan :
Bahan
Pb (PPrn) cu (pprn)
cd ( P P ~ )
Air 0,047 0,045 0,030
Bayam 28,464 15,302 2,166
Kangkung 22,234 12,295 1,011
Rarnbut 39,837 24,474 1,041
Dari penelitian ini disimpulkan bahwa lingkungan di
Kodya Bogor telah terkontaminasi oleh Pb, Cu dan- Cd.
Bahkan ada yang sudah sampai ke tingkat mencemari.
Sayur yang diwakili oleh kangkung dan bayam yang
dikonsumsi masyarakat Bogor sudah tercemar oleh ketiga
logam berat tersebut. Rambut telah tercemar oleh Pb dan
Cd. Air minum telah tercemari oleh Cd, tetapi tidak oleh
Pb dan Cu.
Hubungan regresi yang diperoleh berkorelasi positif.
Artinya pencemaran kangkung, bayam, dan air oleh Pb, Cu,
dan Cd berpengaruh terhadap pencemaran di rambut.
Hubungan pencemaran Pb dalam kangkung dengan di
rambut adalah :
Y= 0,107 x + 17,855 (r = 0,633*)
(3). Kunti dan Saeni (1997) meneliti “Tingkat pencemaran
logam berat (Hg, Pb, dan Cd) di dalam sayuran, air
minum dan rambut di Denpasar, Gianyar, dan
Tabanan”. Penelitian ini dilakukan pada tahun 1996
dan bertujuan untuk mengevaluasi tingkat pencemaran
Hg, Pb, dan Hg di ketiga kota tersebut melalui contoh
bayam, kangkung, air minum, dan rambut. Dari
penelitian ini diperoleh hasil sebagai berikut (Tabel 3).
Tabel 3. Kandungan rata-rata Hg, Pb dan Cd pada
sayuran, air minum, dan rambut di Denpasar,
Gianyar dan Tabanan.
Kota Den~asar Kandungan (dalam ppm) :
Gianyar Tabanan
Kadar Ha :
Kangkung 0,0054
Bayam 0,0199
Air minum 0,0003
Rambut 0,0406
Kadar Pb :
Kangkung 2,7230 3,3656 2,5421
Bayam 3,6468 3,7309 3,5346
Air minum 0,0663 0,081 3 0,0613
Rambut 38,0346 57,5770 35,5121
Kadar Cd :
Kangkung 0,0310 0,0421 0,0272
Bayarn 0,1336 0,1148 0,1429
Air minurn 0,0095 0,0065 0,0039
Rambut 0,9387 0,9086 0,7320
Dari penelitian ini tampak bahwa kadar Hg pada
bayam di Denpasar (0,0199 ppm) cendenrng lebih tinggi
daripada Gianyar (0,0083 ppm) dan Tabanan (0,0074 ppm).
Kadar Hg dalam air di ketiga lokasi pengamatan sama.
Kadar Hg pada rambut yang tertinggi terdapat di Gianyar.
Kadar timbal pada bayam selalu lebih tinggi daripada
kangkung, baik di Denpasar, Gianyar, maupun Tabanan.
Hal ini disebabkan karena permukaan daun bayam lebih
kasar dan lebih luas dari daun kangkung. Batang dan
tangkai daun bayam berbulu halus, sedangkan batang dan
tangkai daun kangkung tidak berbulu, sehingga kemamouan
daun dan batang bayam menyerap partikel Pb lebih
mi dari kangkung. Hal ini didukung oleh Weling, et a1
’1977) dalam Flanagan, ef a1 (1980) yang menyatakan
bahwa partikel ‘ PbC12 yang menempel pada permukaan
daun yang berbulu, tujuh kali lebih besar daripada endapan
di atas perrnukaan daun dan batang yang licin. Kadar Pb
air minum di ketiga kota tersebut sudah melampaui ambang
batas (lebih dari 0,05 ppm). Tingginya kadar Pb tersebut
disebabkan oleh padatnya arus lalu-lintas dan pusat
pariwisata. Kadar Pb di rambut yang tertinggi terdapat di
Gianyar yaitu sebesar 57,5770 ppm, yang disebabkan oleh
arus lalu-lintas yang cukup padat.
Kadar Cd tertinggi terdapat pada bayam, baik di
Denpasar, Gianyar, maupun Tabanan. Kadar Cd pada
bayam di Tabanan cenderung lebih tinggi dari di Gianyar
dan Denpasar. Hal ini disebabkan oleh perbedaan jenis
tanaman yang mempengaruhi kemampuan untuk menyerap
dan mengakumulasi Cd.
Kandungan Cd pada air minum di Denpasar tertinggi
dibandingkan dengan Gianyar dan Tabanan. Hal ini
disebabkan oleh kepadatan penduduk. Kadmium juga
banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya
sebagai bahan penstabil dan pewama dalam industri
plastik, pencelupan, fotografi, batere, dan lain-lain.
Tingginya kadar Cd pada rambut di Denpasar
didukung oleh tingginya kadar logam ini di lingkungan,
yang diwakili oleh bayam dan air minum di Denpasar, kadar
Cd-nya juga lebih tinggi daripada Gianyar dan Tabanan.
Jadi pada lingkungan yang lebih tercemar akan
mempengaruhi kadar zat pencemar dalam tubuh yang
dicerrninkan oleh kadarnya pada rambut. Selain makanan
dan air minum, rokok juga merupakan sumber pencemar
Cd. Friberg, et a1 (1986) menyatakan bahwa seorang
perokok yang mengisap 20 batang per hari akan
meningkatkan penyerapan Cd per harinya antara 2 – 4 pg.
Diperkirakan Cd yang terhirup, 50% berasal dari asap
rokok.
Kadmium yang diserap oleh tubuh selanjutnya akan
tertimbun dalam hati, ginjal, tulang, dan gigi. Jika proses
ini berlangsung terus, dapat menimbulkan gejala keracunan,
seperti kuning pada gigi, gangguan penciuman,
emfisemia dan proteinuria, sehingga membahayakan
kesehatan masyarakat.
PENUTUP
Setelah banyak menggeluti mengenai pencemaran
lingkungan khususnya pencemaran logam berat, betapa
besar kehati-hatian yang harus dilakukan untuk menghadapi
pengaruh yang mungkin timbul akibat dari pencemaran
tersebut. Bagi para industriawan yang membuang
zat pencemar logam berat ke lingkungan hams berupaya
untuk menanggulanginya. Upaya penanggulangan pencemaran
logam dalam air dapat dilakukan dengan mengendapkan
kation-kation logam dengan anion yang sesuai.
Kebanyakan logam sulfida tidak larut dalam air, oleh karena
itu ion-ion logam bisa diendapkan dengan melalukan gas
hidrogen sulfida ke dalam limbah yang mengandung kationkation
logam tersebut. Misalnya untuk logam M~’, reaksinya:
H2S(g) + ~ ~ ‘ ( a q ) + MS(p) + 2H’(aq)
Lumpur dari hasil endapan sulfida itu dikumpulkan
dan kemudian dibuang. Sulfida merupakan anion basa,
oleh karena itu pengendapan akan lebih efisien pada pH
tinggi. Pengaturan pH tersebut dapat dinaikkan dengan
penambahan kapur untuk menetralkan H2S (Bunce, 1990).
Cara lain yang sedang populer adalah dengan
penyaringan menggunakan biofilter. Salah satu dari beberapa
gulma air penting di Indonesia adalah eceng gondok
(Eichomia crassipes). Banyak peneliti melaporkan bahwa
eceng gondok dapat menyerap berbagai zat pencemar
dalam air dan dapat dimanfaatkan untuk mengurangi beban
pencemaran lingkungan. Dengan demikian bila tanaman
ini dikelola dengan baik dan dipanen secara teratur,
pemanfaatan eceng gondok dapat berperan dalam penanggulangan
pencemaran air (Lubis, 1986). Hasil percobaan
Chigbo, et a1 (1982) menunjukkan bahwa eceng gondok
dapat mengabsorpsi logam-logam Cd, As, Hg, dan Pb.
Kemampuan penyerapan logam berat oleh eceng gondok
dipenga~hi oleh pH, waktu, serta jumlah dan jenis
logamnya (O’Koeffe dan James K. Hardy, 1984).
Tanaman-tanaman lain yang dapat digunakan sebagai
penyerap logam berat adalah mendong (Scirpus articulatus),
kangkung (Ipomoea aquatics), dan talas-talasan
(Syngonium sp). Kemampuan tanaman-tanaman tersebut
terhadap penyerapan logam berat masih terus diteliti oleh
para ahli pencemaran lingkungan.

About these ads

About pakpakstudent

"bage ate mo rejkki, bage tennah mo no sodip" "rimo mungkur rimo kjaren...kene si mbue ukur kami mahan ajaren" "kita berpikir untuk bertindak, kita bertindak karena ada"

2 responses to “^ LOGAM BERAT ^

  1. Wow, this piece of writing is good, my younger sister is
    analyzing these kinds of things, so I am going to let know her.

Komentar ditutup.