Logam berat diklasifikasikan menjadi tiga kategori berdasarkan toksisitasnya:
berpotensi beracun (contoh, arsenik, kadmium, timbal), kurang beracun (nikel) dan esensial (tembaga, seng, mangan). Logam esensial juga dapat menghasilkan efek toksik bila melebihi ambang batas atau terkandung dalam tubuh dengan konsentrasi rendah pada jangka waktu lama (Salimullah et al., 2014). Adapun sifat-sifat logam berat adalah sebagai berikut :
1. Sulit didegradasi sehingga mudah terakumulasi dalam lingkungan perairan dan keberadaannya secara alami sulit terurai (dihilangkan).
2. Dapat terakumulasi dalam organisme termasuk kerang dan ikan yang dapat membahayakan kesehatan manusia yang mengkomsumsi organisme tersebut.
3. Mudah terakumulasi di sedimen sehingga konsentrasinya selalu lebih tinggi dari konsentrasi logam di dalam air.
4. Mudah tersuspensi karena pergerakan masa air yang akan melarutkan kembali logam yang dikandungnya ke dalam air sehingga sedimen menjadi sumber pencemar potensial dalam skala waktu tertentu.
Logam berat biasanya ditemukan sangat sedikit dalam air secara alami yang kurang dari 1 µg. Tingkat konsentrasi logam dalam air dibagi sesuai dengan tingkat polusi, seperti polusi berat, polusi sedang, dan non-polusi. Air yang mengalami polusi berat biasanya memiliki kandungan logam berat yang tinggi di dalam air dan organisme yang hidup di dalamnya. Pada tingkat polusi sedang, kandungan logam berat dalam air dan organisme dalam air berada dalam batas marginal. Adapun pada tingkat nonpolusi, kandungan logam berat dalam air dan
organisme sangat rendah dan bahkan tidak terdeteksi (Lestari dan Trihadiningrum, 2019). Sumber dan efek toksikologi logam berat dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Sumber dan efek toksikologi logam berat (Kamaruzzaman et al., 2011).
Logam Berat Sumber Efek
Tembaga (Cu) Kegiatan pengiriman, Pestisida dan Insektisida
Anemia,
radang sendi, insomnia, pembesaran hati, dan masalah jantung Kromium (Cr) Baja dan tekstil industri Masalah pernapasan,
sistem kekebalan yang melemah, kerusakan hati, ginjal, dan kanker paru-paru Nikel (Ni) Elektroplating dan Sakit kepala,
industri baterai nyeri dada
dan kanker paru-paru Timbal (Pb) Kegiatan pengiriman,
baterai dan cat
Kesulitan belajar, keterbelakangan mental dan kerusakan ginjal Arsen (As) Aktivitas pengiriman Kanker kulit
Seng (Zn) Pembuatan cat dan limbah Kelesuan Mangan (Mn) Industri pembuatan cat
dan farmasi
Gangguan neurologis permanen
Logam berat dapat masuk ke tubuh organisme perairan melalui insang,
permukaan tubuh, saluran pencernaan, otot dan hati. Logam berat tersebut dapat terakumulasi dalam tubuh organisme perairan (Azaman et al., 2015). Indirawati (2017) menyatakan logam berat tidak dapat terurai (persisten) dan dapat
terakumulasi melalui rantai makanan (bioakumulasi), dengan efek jangka panjang
1 1 11
yang merugikan pada makhluk hidup. Maka semakin tinggi tingkatan rantai makanan yang ditempati oleh suatu organisme, akumulasi logam berat di dalam tubuhnya juga semakin bertambah. Dengan demikian manusia yang merupakan konsumen puncak, akan mengalami proses bioakumulasi logam berat yang besar di dalam tubuhnya.
1. Timbal (Pb)
Timbal merupakan unsur yang terbanyak di alam, timbal sebagai logam berat yang nampak mengkilap ketika baru dipotong. namun, akan menjadi buram jika terjadi kontak dengan udara terbuka (Yatimah, 2014). Beberapa sifat fisik logam Pb dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Sifat Fisik Logam Timbal (Pb)
Nomor atom 82
Densitas (g/cm3) 11,34
Titik lebur (oC) 327,46
Titik didih (oC) 1,749
Kalor fusi (kJ/mol) 4,77
Kalor penguapan (kJ/mol) 179,5
Kapasitas panas pada 250 C (J/mol K) 26,650 Konduktivitas termal pada 300 K (W/m K) 35,5 Ekspansi termal pada 250 C (μm/m K) 28,9 Kekerasan (skala Brinell = Mpa) 38,3
Logam Pb termasuk ke dalam logam golongan IV-A pada tabel periodik unsur kimia. walaupun bersifat lunak dan lentur, timbal sangat rapuh dan mengkerut pada pendinginan, sulit larut dalam air dingin, air panas dan asam (Fernanda Lidya, 2012). Timbal merupakan jenis logam yang lunak, mempunyai titik lebur yang rendah, tahan terhadap karat, memiliki kerapatan yang besar, dan merupakan penghantar listrik yang baik. Banyak logam berat baik yang bersifat toksik
maupun esensial terlarut dalam air dan mencemari air tawar maupun air laut (Supriyantini et al., 2017).
Timbal adalah logam berat yang manfaatnya tidak diketahui untuk organisme air.
Namun, jumlah timbal diatas ambang batas dapat mengganggu kelangsungan hidup organisme akuatik dan juga manusia (Yolanda et al., 2017). Efek kesehatan akut akibat kandungan Timbal (Pb) dapat menyebabkan gangguan pencernaan, kerusakan hati dan ginjal, hipertensi dan efek neurologis yang dapat menyebabkan kejang-kejang dan kematian. Sedangkan efek kronisnya adalah terjadinya
penumpukan pada pada organ manusia.
2. Kadmium (Cd)
Kadmium (Cd) adalah logam putih-silver yang lunak. Pada tabel periodik, kadmium berada di bawah seng (Zn) dan di atas raksa (Hg). Bilangan oksidasi yang mungkin terbentuk dari kadmium adalah 0 dan + 2. Beberapa sifat fisik logam Cd dapat dilihat pada Tabel 3.
1 3 13
Tabel 3. Sifat fisik Kadmium (Cd)
Nomor atom 48
Kadmium yang ada di air berasal dari berbagai proses yaitu masuk ke dalam perairan karena adanya proses erosi tanah, pelapukan batuan induk. Kadmium lebih banyak masuk ke dalam air karena kegiatan manusia seperti perindustrian dimana limbah hasil dari pabrik tersebut dibuang langsung ke dalam perairan yang akan terakumulasi di dasar perairan yang membentuk sedimen. Cd juga dapat masuk ke dalam organisme yang hidup di air dimana Cd dapat masuk melalui oral, inhalasi atau dermal (Indirawati, 2017).
Kadmium dapat memasuki perairan melalui berbagai aktivitas manusia seperti kegiatan industri, pertanian dan rumah tangga. Diperairan, toksisitas kadmium akan lebih tinggi pada salinitas rendah. Hal ini dikarenakan pada salinitas rendah akan menyebabkan peningkatan konsentrasi kation Cd bebas sehingga
menurunkan pembentukkan molekul komplek anorganik maupun organik. Kation Cd bebas akan masuk ke dalam tubuh organisme sehingga meningkatkan
toksisitas. Kenaikan toksisitas juga dapat disebabkan karena adanya perubahan kemampuan osmotik dan regulasi ionik pada salinitas rendah (Baloch et al., 2020). Kadmium sangat berbahaya memiliki bahaya yang sama dengan raksa.
Semua senyawa kadmium berpotensi berbahaya dan beracun. Keracunan
kadmium bisa menimbulkan rasa sakit, panas pada bagian dada, penyakit paru - paru akut dan menimbulkan kematian (Prabowo et al., 2016)
3. Mangan (Mn)
Mangan (Mn) merupakan logam komponen penyusun dari sebuah baja yang berfungsi untuk mengurangi sifat rapuh karena panas dan meningkatkan kekakuan pada baja, dimana baja adalah komponen penting pada suatu mesin produksi (Binudi, 2014). Mangan adalah suatu unsur kimia yang mempunyai nomor atom 25 dan memiliki simbol Mn. Mangan ditemukan oleh Johann Gahn pada tahun 1774 di Swedia. Logam mangan berwarna putih keabu-abuan dan berbentuk padat dalam keadaan normal. Mangan termasuk logam berat dan sangat rapuh tetapi mudah teroksidasi. Mangan adalah elemen pertama dari golongan 7B, memiliki titik lebur yang tinggi kira-kira 1250 oC. Mangan bereaksi dengan air hangat membentuk mangan (II) hidroksida dan hidrogen (Gabriel, 2001).
Beberapa sifat fisik logam Mn dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Sifat Fisik Logam Mangan (Mn)
Nomor atom 25 Titik lebur (K) 1519 Titik didih (K) 2334 Densitas (g/cm3) 7.21 Kalor fusi (kJ/mol) 12.91 Kalor penguapan (kJ/mol) 221 Kapasitas panas pada 25
o
C (J/mol.K) 26.32 Energi ionisasi (kJ/mol) 1.55
1 5 15
Adanya Mangan (Mn) dalam perairan dengan konsentrasi yang relatif tinggi, dapat meracuni kehidupan organisme perairan, sedangkan dalam konsentrasi yang relatif rendah, akan diserap oleh organisme perairan tingkat rendah, seperti plankton yang kemudian terakumulasi di dalam plankton. Apabila logam Mn tersebut terakumulasi dalam tubuh manusia, dapat menyebabkan gangguan kesehatan yang serius seperti gangguan syaraf otak pada anak-anak, gangguan ginjal yang akut, dan dapat menyebabkan kematian (Palar H, 1994).