Dari beberapa penelitian terkait yang dapat dilihat dari tabel 1.2 kandungan logam berat dalam PM10, unsur yang sering dijumpai diantaranya Pb (timbal), Cd (kadmium), Cr (kromium), dan Mn (manganium). Masing-masing unsur tersebut membawa dampak yang sangat membahayakan bagi manusia. Berikut ini jenis-jenis logam utama berbahaya antara lain sebagai berikut :
1. Kadmium (Cd)
Kadmium merupakan unsur kimia dengan simbol Cd dan memiliki jumlah atom sebesar 48 dan terdiri dari 8 isotop. Logam berat ini berbentuk agak lunak, berwarna metal biru-putih yang hampir sama dengan dua jenis logam stabil lainya yaitu seng dan merkuri.
Kadmium adalah hasil sampingan dari tambang seng dan timah serta peleburan (smelting). Rata-rata konsentrasi Cd pada kulit bumi adalah antara 0,1 and 0,5 ppm.
Kadmium terdapat juga dalam tanah dan air dalam konsentrasi yang rendah (Duffus, 1980). Logam ini baru ditemukan pada tahun 1817 dan baru sekitar 50 tahun yang lalu diketahui kegunaannya terutama untuk bahan pelapis elektro (electroplating) atau galvanisasi karena memilki sifat yang tidak mengakibatkan korosif (Goyer, 1986).
Kadmium dipergunakan sebagai bahan pelapis besi dan baja, pembuatan baterai, electroplating, pembelahan nuklir (nuclear fission), cat, pigmer warna, pensil pewarna, dan helium-cadmium laser. Pemanfatan saat ini semakin berkurang karena dapat mengeluarkan gas racun yang cukup tinggi (ASTDR, 2011).
Toksisitas dan genjala keracunan kadmium adalah penghirupan debu halus kadmium yang dapat menyebabkan pneumonitis, pembengkakan paru-paru (pulmonary edema) dan kematian (Hayes, 2007). Kadmium dapat mengakibatkan kanker terutama meningkat tumor prostrat yang jahat (carcinoma prostrate) pada pekerja-pekerja di pabrik baterai.
(Amstrong and Kazantzis, 1983)
Hasil penelitian epidiomologi menunjukkan bahwa pengambilan Cd melalui makanan berhubungan dengan risiko tinggi terjadinya mucus dalam pembungkus uterus yang disebut endometrial", kanker payudara dan prostrat serta pelapukan tulang (osteoporosis) (Akesson et al 2008 ; Lulin et al., 2012; Engstrom et al, 2012). Hasil penelitian selanjutnya menunjukkan bahwa jaringan lapisan uterus (endometrial) mengandung Cd
yang tinggi bagi para perokok dan bekas perokok wanita (Rzymski et.al., 2014) . Dikatakan bahwa 10 % dari kadmium yang terdapat dalam rokok dihirup masuk ke tubuh (Elinder et al, 1983). Satu batang rokok dapat mengandung 1 sampai dengan 2 μg kadmium. Semakin banyak rokok yang dihisap oleh seseorang akan semakin tinggi kandungan kadmiumnya dalam tubuh dan ini akan menjadi beban dalam pertumbuhan dan perkembangan seseorang terutama yang masíh berumur muda. Orang-orang yang merokok merupakan salah satu sumber utama dari kadmium. Menghirup debu yang mengandung Cd dan mengonsumsi Cd dalam jumlah yang tinggi, dapat mengganggu saluran pernapasan dan merusak ginjal serta dapat mengakibatkan kematian.
2. Timbal (Pb)
Keberadaan Pb di udara ambien diketahui dapat menyebabkan dampak buruk bagi kesehatan manusia. Timbal termasuk sebagai logam pascatransisi (post-transition meta) dan juga anggota dari kelompok karbon dengan simbol Pb dan memiliki nomor atom 82 logam lembut, stabil, memiliki densitas tinggi, lembut, tahan korosi, memiliki konduktivitas lemah dan paruh waktu sangat lama (stabil) serta terdapat bebas secara alami dalam bumi dalam bentuk empat isotop, yaitu 204, 206, 207 dan 208 serta kemampuan bereaksi (Lide,2004). Pb dapat bersifat racun pada manusia dan hewan yang dapat mengganggu sistem persarafan.
Keracunan timbal diantaranya dapat mengganggu biosistensis haemoglobin dan menyebakan anemia, menyebabkan kenaikan tekanan darah, kerusakan ginjal, gangguan sistem saraf, merusak otak dan menurunkan IQ serta konsentrasi dan menurunkan fertilitas pria melalui perusakan sperma (Roza dkk, 2015).
3. Merkuri (Hg)
Merkuri atau juga disebut air raksa atau hydrargyrum adalah elemen kimia dengan simbol Hg dan memiliki nomor atom 80 berisotop 202 dengan paruh hidup (half-life) 444 tahun.
Merkuri adalah logam berat berwarna keperakan, tetapi merupakan konduktor panas yang lemah. Merkuri sering masuk ke dalam lingkungan melalui proses pembuangan sampah domestik dan industri (baterai, pembakaran, lampu-lampu infloressen, produk-produk medis, termometer, barometer termostat, dl), pembakaran hutan, pembakaran sisa-sisa
sampah domestilk di tempat-tempat pembuangan sampah terutama di perkotaan dan peleburan. Namun dengan adanya peraturan yang ketat tentang penggunaan merkuri dan adanya larangan pemerintah di negara-negara tertentu, seperti di Swedía, maka industri-industri seperti industri-industri kertas yang dulunya menggunakan merkuri telah banyak berkurang.
Toksisitas dan gejala keracunan Hg dari semua bentuk merkuri bersifat racun meskipun toksisitas berbeda antara satu senyawa dengan senyawa yang lain. Jenis yang kurang beracun adalah merkuri anorganik. Gas merkuri adalah yang paling berbahaya (Duffus, 1980).
Keracunan merkuri disebut "hydrargyria" atau "mercurialism" adalah bentuk keracunan logam dan merupakan kondisi medis yang disebabkan oleh masuknya merkuri atau senyawa-senyawanya kedalam tubuh manusia (Clarkson et al. 2006). Pengaruh racun dapat mengakibatkan kerusakan pada otak, ginjal dan paru-paru (Clifton, 2007).
Keracunan merkuri dapat mengakibatkan beberapa penyakit di antaranya "acrodynia” (pink disease), Hunter-Russell, syndrome, dan Minamata disease (Tokuomi et al. 1977;
Bjorklund, 1995; Davidson et al. 2004).
Menghirup uap merkuri dapat mengakibatkan korosif bronkitis akut pneumonitis dan mempengaruhi pusat persarafan dengan gejala tremot, sedangkan merkuri biklorida yang dikenal dengan garam anorganik merkuri dapat mengakibatkan perut kram, pendarahan, diare berdarah dan kerusakan sistem pencernaan makanan (Goyer, 1986). Senyawa senyawa merkuri biasanya kurang bersifat korosif dan kurang beracun dibandingkan dengan garam-garam merkuri. Penggunaan tepung untuk pertumbuhan gigi pada anak-anak menyebabkan penyakit yang disebut “pink diseases"
4. Kromium (Cr)
Kromium adalah elemen kimia dengan simbol Cr dan berat atom 24, termasuk dalam kelompok 6. Pemberian nama kromium untuk jenis tembaga ini karena banyak senyawa-senyawa kromium memiliki warna yang tajam. Logam kromium sangat berharga karena tahan terhadap korosi dan perubahan warna. Baja tahan karat (stainless steel) dibuat dari baja yang telah ditambahkan kromium.
WHO merekomendasi kosentrasi maksimum kromium (VI) yang diperbolehkan dalam air minum adalah 0.05 mg per liter (WHO). LD50 untuk kromium (VI) bervariasi antara 50 dan 150 mg/kg (Katz & Salem, 1992). Sifat karsinogenik dari debu Cr (VI) telah diketahui sejak lama dan diterbitkan pada tahun 1890 sebagai penyebab kanker pada pekerja perusahaan pewarna kromat (Langard, 1990). Garam kromat juga dilaporkan dapat menyebabkan reaksi alergi dan dermatitis dan biasa ditemukan pada para pekerja pabrik cat yang dikenal sebagai “chrome allergy". Garam kromat banyak digunakan untuk pembuatan adukan, kulit, cat dan antikorosi (Basketter et al, 2000). Kromium (III) dapat masuk ke dalam sel dan menyebabkan kerusakan DNA (Eastmond et al, 2008).
Toksisitas akut CR (III) adalah 1900 s.d 3300 ug/kg (Kaltz & Salem, 1992).
5. Arsen (As)
Arsen adalah elemen kimia dengan simbol As dan nomor atom 33 dan merupakan bahan racun yang sangat berbahaya. Arsen adalah suatu metaloid, terdapat dalam banyak jenis mineral terutama yang berhubungan dengan sulfur dan logam-logam. Kegunaan utama arsen adalah untuk memperkuat campuran tembaga terutama timbal, khususnya untuk baterai mobil. Arsen juga dipergunakan untuk produksi pestisida (herbisida, fungisida dan insektisida). Arsenik adalah senyawa yang sangat beracun terhadap banyak jenis organisme dan merupakan logam berat yang merupakan masalah untuk air minum di banyak negara di dunia. Hal ini disebabkan oleh adanya arsenik dalam air tanah, dan sumber-sumber lain seperti air sungai, dan udara.
Gejala akibat keracunan arsenik diawali dengan sakit kepala kebingungan, diare, mengantuk dan bila keracunan berkembang dapat mengakibatkan konvulsi (gangguan hebat) dan perubahan pigmentasi kuku-kuku jari yang dikenal leukonychia striata (Tüzün
& Karakus, 2009). Gejala lain adalah muntah-muntah, darah dalam urine, kram pada otot, rambut rontok, sakit perut dan konvulsi. Bagian organ yang terpengaruh oleh keracunan arsenik adalah paru-paru, kulit, ginjal dan hati. Hasil akhir dari keracunan arsenik adalah koma dan kematian (IHC World, 2014).
6. Berelium (Be)
Berelium adalah unsur kimia dengan simbol Be dan memiliki nomor atom 4, ditemukan sebagai komponen dalam batu bara, minyak, beberapa mineral batuan, abu vulkanik, air dan dalam tanah. Berelium na abu-abu baja dan merupakan logam keras tetapi ringan.
Toksisitas dan Gejala Keracunan Be Berelium dapat menggantikan Mg dalam struktur enzim, sehingga dapat mengganggu kerja enzim yang sebenarnya. Menurut laporan dari Institut Nasional untuk Keselamatan dan Kesehatan Pekerja (The National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH), 2011) “para pekerja yang terekspos dengan partikel gas, dan larutan dari bahan- bahan yang mengandung berelium dapat mengembangkan sensitifisasi berelium atau penyakit kronik berelium, yang dapat mengganggu atau mengakibatkan penyakit pernapasan yang mematikan. Tergantung dari bagaimana para pekerja terekspos, penyakit ini dapat memengaruhi jaringan atau organ yang berbeda seperti hati, ginjal, jantung, sistem persarafan dan sistem limfatik Kontak langsung dengan gas berelium dapat mengakibatkan kerusakan pada mata atau kulit”
Keracunan berelium mengakibatkan penyakit yang disebut berilosis. Gejala kronik beriliosis sering terlihat sesudah 5 tahun dan sekitar sepertiga dari mereka yang menderita penyakit ini mati dan sisanya mengalami kelainan tubuh (Emsley, 2001).