PENCEMARAN LOGAM BERAT: ARSEN DAN KADMIUM

Transkripsi

1 PENCEMARAN LOGAM BERAT: ARSEN DAN KADMIUM TAUFIK RACHMAN PRODI OSEANOGRAFI FAKULTAS TEKNOLOGI DAN ILMU KEBUMIAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2015

2 KATA PENGANTAR Di zaman modern ini dimana industri dengan bahan logam sebagai bahan untuk produksi kian marak, pencemaran lingkungan akibat logam berat adalah dampak yang harus dijauhi tiap-tiap industri yang bersangkutan. Penelitian-penelitian dilakukan guna mengetahui kadar aman logam berat yang bisa ditolerir terdapat di lingkungan agar tidak mencemari lingkungan apalagi membawa dampak negative bagi warga sekitar. Kasus-kasus pencemaran lingkungan ini banyak terjadi di masa lalu, akibat minimnya pengetahuan dampak logam berat di lingkungan. Oleh karena itu di zaman sekarang, sebelum menambang logam berat maupun membuat industri dengan bahan logam berat, harus ditinjau terlebih dahulu dampaknya terhadap lingkungan, yang nantinya akan perusahaan bersangkutan melakukan tindakan agar dampak negatif tidak terjadi, khususnya bagi warga. Kadmium adalah salah satu logam berat yang banyak digunakan dalam proses industri, namun zat ini juga berbahaya terhadap manusia jika terjadi interaksi yang berlebihan, apalagi sampai mengonsumsi limbahnya. Makalah ini membahas bagaimana Kadmium berbahaya bagi lingkungan dan manusia, hingga cara untuk meminimalisir dampak negatif yang akan ditimbulka dari Kadmium. Harapan penulis semoga makalah ini bermanfaat bagi orang lain, khususnya perusahaan yang akan menambang atau membangun industri. Penulis

3 BAB I PENDAHULUAN 1. Latar Belakang Pencemaran logam berat merupakan salah satu masalah yang ditimbulkan dari perkembangan industri. Logam berat merupakan salah satu komponen alami pada bumi yang tidak dapat didegradasi atau dihancurkan. Pada konsentrasi kecil, logam berat dapat memasuki tubuh melalui makanan, minuman, dan udara. Pabrik-pabrik yang menggunakan logam berat sebagai salah satu bahan produksinya akan mengeluarkan limbah yang berpotensi menghasilkan pencemaran lingkungan. Namun, bukan berarti logam berat tidak boleh dijadikan bahan untuk produksi di industri, terdapat kadar atau batas tertentu agar limbah logam berat tersebut dalam batas aman dan tidak mencemari lingkungan tempat pembuangnya. Salah satu kasus pencemaran lingkungan karena logam berat yang terkenal adalah saat terjadi pencemaran di Teluk Minamata, Jepang, dimana pabrik kosmetik dan senjata api di sana mengeluarkan limbah merkuri yang sangat tinggi hingga menyebabkan pencemaran dan penyakit minamata. Pencemaran tersebut mengakibatkan ikan yang ditangkap nelayan (penduduk Teluk Minamata bermatapencaharian utama nelayan) beracun, sehingga ketika dikonsumsi mengakibatkan penduduk terkena penyakit, dari mulai masalah pencernaan, penyakit kulit, hingga bayi abnormal. Menurut Darmono (1995), dalam tubuh makhluk hidup logam berat termasuk dalam trace mineral atau mineral yang jumlahnya sangat sedikit. Sebagai trace element, beberapa logam berat penting untuk mengatur metabolisme dalam tubuh manusia. Namun pada konsentrasi tinggi, logam ini berbahaya dan beracun karena cenderung mengalami bioakumulasi, yaitu kenaikkan konsentrasi bahan kimia dalam organisme seiring dengan waktu dibandingkan dengan konsentrasi di lingkungan (Akoto, dkk., 2008)

4 2. Rumusan Masalah Dari sekian banyak logam berat yang berbahaya dan sering dikeluarkan pabrik-pabrik, dibuang masyarakat sebagai sampah, dan limbah industri, pembahasan pada kali ini akan ditekankan pada logam berat jenis Kadmium (Cd). 3. Ruang Lingkup Kajian Makalah ini membahas tentang Logam Kadmium beserta efeknya terhadap lingkungan dan penonsumsian, hingga kadar aman interaksi dengan Kadmium. Selain itu, terdapat contoh kasus di Jepang dengan tujuan menilik fakta pencemaran Kadmium serta bahayanya. 4. Tujuan dan Manfaat Harapan penulis dengan selesainya makalah ini, semua oknum yang terlibat dalam pembuangan limbah Kadmium dan Arsen dapat mempertimbangkan kadar pembuangannya dan masyarakat agar lebih peka terhadap pembuangan limbah, khususnya jenis Kadmium dan Arsen, agar tidak terjadi pencemaran lingkungan.

5 BAB II HASIL PENELITIAN DAN DATA 1. Profil Kadmium (Cd) Logam Kadmium (Cd) pertama kali ditemukan oleh seorang ilmuwan Jerman yang bernama Friedric Strohmeyer pada tahun Kadmium ditemukan dalam bebatuan Calamine (Seng Karbonat), dengan bentuk fisiknya yang lunak dan berwarna perak kebiruan. Penamaan Kadmium sendiri diambil dari nama latin dari calamine yaitu Cadmia. Dalam tabel periodic kimia, Kadmium termasuk golongan II B dengan konfigurasi elekron [Kr] 4d105s2. Unsur ini bernomor atom 48, mempunyai bobot atom 112,41 g/mol dan densitas 8,65 g/cm3. Titik didih dan titik lelehnya berturutturut C dan 320,9 0 C. Kadmium hampir selalu ditemukan dalam jumlah yang kecil dalam bijih-bijih seng, seperti Sphalerite (ZnS). Greenokcite (CdS) merupakan mineral satu-satunya yang mengandung kadmium. Hampir semua kadmium diambil sebagai hasil produksi dalam persiapan bijih-bijih seng, tembaga dan timbal. Hampir dalam banyak hal sifatnya mirip dengan seng. Penanganannya harus hati-hati karena uap dari Kadmium sangat berbahaya, contohnya solder perak. Pengeksposan terhadap debu-debu kadmium tidak boleh melewati 0.01 mg/m3 (rata-rata waktu-berat selama 8 jam, 40 jam seminggu). Konsentrasi maksimum, selama 15 menit, 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.

6 Logam Kadmium Sumber: 2. Sumber dan Manfaat dari Kadmium Logam Kadmium mempunyai penyebaran sangat luas di alam, hanya ada satu jenis mineral Kadmium di alam yaitu Greennockite (CdS) yang selalu ditemukan bersamaan dengan mineral Spalerite (ZnS). Mineral Greennockite ini sangat jarang ditemukan di alam, sehingga dalam eksploitasi Logam Kadmium biasanya merupakan produksi sampingan dari peristiwa peleburan bijih-bijih seng (Zn). Biasanya pada konsentrat bijih Zn didapatkan 0,2 sampai 0,3 % Logam Kadmium. Di samping itu, Kadmium juga diproduksi dalam peleburan bijih-bijih logam Pb(timah hitam) dan Cu(tembaga). Namun demikian, Zn merupakan sumber utama dari logam Cd, sehingga produksi dari logam tersebut sangat dipengaruhi oleh Zn. Kadmium mempunyai beberapa manfaat, diantaranya adalah: 1. Digunakan sebagai bahan stabilitasi sebagai bahan pewarna dalam industri plastik dan pada elektroplating 2. Alloy Cd digunakan sebagai pemandu peluru-peluru kendali. Substansi dari bahan tersebut juga digunakan sebagai bahan solder 3. Logam Cd dan senyawa Kadmium Nitrat sangat berguna dalam pengembangan reaktor nuklir, yaitu berfungsi sebagai bahan untuk mengontrol kecepatan pemecahan inti atom dalam rantai reaksi (reaksi berantai)

7 4. Senyawa CdS dan CdSeS banyak digunakan sebagai zat warna 5. Senyawa Cd-sulfat (CdSO4) digunakan dalam industri baterai yang berfungsi untuk pembuatan Sel Weston karena mempunyai potensial stabil yaitu sebesar 1,0186 volt 6. Senyawa Kadmium Bromida (CdBr2) dan Kadmium ionida (CdI2) secara tebatas digunakan dalam dunia fotografi 7. Senyawa Dietil Kadmium digunakan dalam proses pembuatan Tetraetil-Pb 8. Senyawa Cd-strearat banyak digunakan dalam perindustrian manufaktur polyvinil clorida (PVC) sebagai bahan yang berfungsi untuk stabilizer 9. Kadmium banyak digunakan dalam industri-industri ringan seperti pada proses pengolahan roti, pengolahan ikan, pengolahan ikan, industri tekstil, dan lain-lain. 10. Kadmium telah digunakan secara meluas pada berbagai industri antara lain pelapisan logam, peleburan logam, pewarnaan, baterai, minyak pelumas, bahan bakar. Bahan bakar dan minyak pelumas mengandung Cd sampai 0,5 ppm, batubara mengandung Cd sampai 2 ppm, pupuk superpospat juga mengandung Cd bahkan ada yang sampai 170 ppm. 3. Asal Polutan dan Toksisitas Kadmium 1. Uap, debu dan limbah dari pertambangan timah dan seng. 2. Air bilasan dari elektroplating. Cat minyak, salah satu produk yang berbahan Kadmium Sumber: 3. Besi, tembaga dan industri logam non ferrous yang menghasilkan abu dan uap serta air limbah dan endapan yang mengandung kadmium.

8 4. Seng yang digunakan untuk melapisi logam mengandung kira-kira 0,2 % Cd sebagai bahan ikutan (impurity); semua Cd ini akan masuk ke perairan melalui proses korosi dalam kurun waktu 4-12 tahun. 5. Sumber kadmium terutama dari biji seng, timbal-seng, dan timbal-tembaga-seng. Kandungan logam Cd bersumber dari makanan dan lingkungan perairan yang sudah terkontaminasi oleh logam berat. Kontaminasi makanan dan lingkungan perairan tidak terlepas dari aktivitas manusia didarat maupun pada perairan. Sifat logam Cd yang akumulatif pada suatu jaringan organisme serta sulit terurai. Kadmium dalam air juga berasal dari pembuangan industri dan limbah pertambangan. Logam ini sering digunakan sebagai pigmen pada keramik, dalam penyepuhan listrik, pada pembuatan alloy, dan baterai alkali. 6. Bahan bakar dan minyak pelumas mengandung Cd sampai 0,5 ppm, batubara mengandung Cd sampai 2 ppm, pupuk superpospat juga mengandung Cd bahkan ada yang sampai 170 ppm. Limbah cair dari industri dan pembuangan minyak pelumas bekas yang mengandung Cd masuk ke dalam perairan laut serta sisa-sisa pembakaran bahan bakar yang terlepas ke atmosfir dan selanjutnya jatuh masuk ke laut Kadmium merupakan salah satu jenis logam logam berat yang berbahaya karena elemen ini beresiko tinggi terhadap pembuluh darah. Cadmium 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 manusia, Kadmium sebenarnya merupakan logam asing. Tubuh sama sekali tidak memerlukannya dalam proses metabolisme. Karenanya Cd sangat beracun bagi manusia dan dapat diabsorspi tubuh dalam jumlah yang tidak terbatas, karena tidak adanya mekanisme tubuh yang dapat membatasinya. Jumlah normal kadmium di tanah berada di bawah 1 ppm, tetapi angka tertinggi (1.700 ppm) dijumpai pada permukaan sample tanah yang diambil di dekat pertambangan biji seng (Zn). Kadmium lebih mudah diakumulasi oleh

9 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 μg per orang atau 7 μg per kg berat badan. Kadmium juga 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 divalen. Kemungkinan 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 diserta 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 Kadmium Krosik. Kadmium dapat menyebabkan osteomalasea karena terjadinya gangguan daya keseimbangan kandungan kalsium dan fosfat dalam ginjal.

10 4. Efek Kadmium dan Kasus Pencemaran Kadmium Kadmium (Cd) dalam tubuh terakumulasi dalam hati dan terutama terikat sebagai metalotionein mengandung unsur sistein, dimana Kadmium (Cd) terikat dalam gugus sufhidril (-SH) dalam enzim seperti karboksil sisteinil, histidil, hidroksil, dan fosfatil dari protein purin. Kemungkinan besar pengaruh toksisitas kadmium (Cd) disebabkan oleh interaksi antara kadmium (Cd) dan protein tersebut, sehingga menimbulkan hambatan terhadap aktivitas kerja enzim dalam tubuh (Darmono, 2001). Kadmium (Cd) merupakan salah satu jenis logam berat yang berbahaya karena elemen ini berisiko tinggi terhadap pembuluh darah. Kadmium (Cd) berpengaruh terhadap manusia dalam jangka waktu panjang dan dapat terakumulasi pada tubuh khususnya hati dan ginjal (Palar, 2004). Gejala akut dan kronis akibat keracunan kadmium (Cd) yaitu (Sudarmaji dkk, 2006): a. Gejala akut : 1) Sesak dada. 2) Kerongkongan kering dan dada terasa sesak (constriction of chest). 3) Nafas pendek. 4) Nafas terengah-engah, distress dan bisa berkembang kearah penyakit radang paru - paru. 5) Sakit kepala dan menggigil. 6) Mungkin dapat diikuti kematian. b. Gejala kronis: 1) Nafas pendek. 2) Kemampuan mencium bau menurun. 3) Berat badan menurun. 4) Gigi terasa ngilu dan berwarna kuning keemasan.

11 Menurut Palar (2004), efek kronis akibat toksisitas kadmium (Cd) pada manusia dapat dikelompokkan menjadi lima kelompok yaitu : a) Efek kadmium (Cd) terhadap ginjal Logam kadmium (Cd) dapat menimbulkan gangguan dan bahkan mampu menimbulkan kerusakan pada sistem yang bekerja di ginjal. Kerusakan yang terjadi pada sistem ginjal dapat dideteksi dari tingkat jumlah atau jumlah kandungan protein yang terdapat dalam urine. Petunjuk kerusakan yang dapat terjadi pada ginjal akibat logam kadmium (Cd) yaitu terjadinya asam amniouria dan glokosuria, dan ketidaknormalan kandungan asam urat kalsium dan fosfor dalam urine. b) Efek kadmium (Cd) terhadap paru Keracunan yang disebabkan oleh peristiwa terhirupnya uap dan atau debu kadmium (Cd) juga mengakibatkan kerusakan terhadap organ respirasi paru-paru. Kerusakan paru-paru tersebut dapat terjadi sebagai akibat dari keracunan kronis yang disebabkan oleh kadmium (Cd). c) Efek kadmium (Cd) terhadap tulang Efek keracunan kadmium (Cd) juga dapat mengakibatkan kerapuhan pada tulang. Gejala rasa sakit pada tulang sehingga menyulitkan untuk berjalan. Terjadi pada pekerja yang bekerja pada industri yang menggunakan kadmium (Cd). Penyakit tersebut dinamakan itai-itai. d) Efek kadmium (Cd) terhadap sistem reproduksi Daya racun yang dimiliki oleh kadmium (Cd) juga mempengaruhi sistem reproduksi dan organ-organya. Pada konsentrasi tertentu kadmium (Cd) dapat mematikan sel-sel sperma pada laki-laki. Hal inilah yang menjadi dasar bahwa akibat terpapar oleh uap logam kadmium (Cd) dapat mengakibatkan impotensi. Penyakit itai-itai (ouch ouch sickness) adalah kasus massal keracunan kadmium yang didokumentasikan di Prefektur Toyama, Jepang. Keracunan kadmium ini menyebabkan pelunakan tulang dan gagal ginjal. Nama penyakit ini berdasarkan kata dalam bahasa Jepang yaitu nyeri ( 痛いitai) yang disebabkan pada persendian dan

12 tulang belakang. Istilah penyakit itai-itai ini diciptakan oleh penduduk setempat. Kadmium ini dicemarkan ke sungai oleh pertambangan perusahaan-perusahaan di pegunungan. Perusahaan pertambangan tersebut telah dituntut atas kerusakan dan kerugian yang terjadi. Penyakit itai-itai ini dikenal sebagai salah satu dari Empat Besar Penyakit akibat Pencemaran Jepang.

13 BAB III KESIMPULAN Logam Kadmium sangat berbahaya bagi kesehatan jika terjadi pengonsumian berlebih, karena Kadmium merupakan zat yang asing bagi tubuh., dimana pengeksposan terhadap debudebu Kadmium tidak boleh melewati 0.01 mg/m3 (rata-rata waktu-berat selama 8 jam, 40 jam seminggu), lalu konsentrasi maksimum, selama 15 menit, 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. Walaupun logam Kadmium sangat sedikit terdapat di alam, logam ini berguna bagi beberapa produksi di industri, contoh untuk penguat warna, bahan pembuat beterai, dan campuran PVC. Sesuai dengan penelitian, jumlah normal kadmium di tanah berada di bawah 1 ppm, tetapi angka tertinggi (1.700 ppm) dijumpai pada permukaan sample 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 μg per orang atau 7 μg per kg berat badan. Sesuai fakta di atas, daerah reklamasi tambang seng atau zat lain yang mengandung Kadmium tidak direkomendasikan untuk tanaman konsumsi. Walaupun berbahaya, zat ini banyak digunakan dalam industry, sepertiyang sudah dibahas dalam bab sebelumnya. Dalam produksi di industri, pembuangan limbah Kadmium disarankan menggunakan proses Tailing, dengan daerah pembuangan jauh dari perkebunan laut (contohnya rumput laut) dan nelayan (ditakutkan mempengaruhi atau mencemar fitoplankton), namun dengan kadar tertentu, daerah pembuangan boleh dekat dengan pemukiman warga (contoh kasus pemukiman dekat warga dengan daerah pencemaran tambang adalah PT Newmont Minahasa, setelah terbukti kadar limbah di sana masih dalam tahap aman).

14 BAB IV DAFTAR PUSTAKA Caton & wilkinson. Kimia anorganik dasar.jakarta: erlangga Charlena Pencemaran Logam Berat Timbal(Pb) dan Kadmium(Cd) Pada Sayursayuran. Falsafah Sain (PSL 702) Program Pascasarjana / S3 / Institut Pertanian Bogor Darmono.2003.Lingkungan hidup dan Pencemaran.Bogor : Penerbit Universitas Indonesia(UIP) Darmono Logam dalam Sistem Biologi Mahkluk Hidup. UI press. Jakarta Palar,heryanto.1994.Pencemaran dan Toksikologi Logam berat. Jakarta : Rineka Cipta Widowati W, Sastiono A, Jusuf R. R Efek Toksik Logam Pencegahan dan Penanggulangan Pencemaran. Penerbit Andi. Yogyakarta.