BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
B. Logam Berat
6. Logam Merkuri (Hg)
Merkuri dalam bahasa latin dikenal dengan nama hydraargyrum, dalam bahasa Yunani dikenal hydragyros atau liquid silver yang berarti cairan berwarna perak. Merkuri disingkat dengan Hg. Merkuri pada tabel periodik terdapat pada golongan II B, periode ke-6, memiliki nomor atom 80 dengan berat atom 200,59 g/mol. (Cotton, 1989). Logam ini dihasilkan dari bijih sinabar, HgS, yang mengandung unsur merkuri antara 0,1% - 4%.
HgS + O2 Hg + SO2
Merkuri yang telah dilepaskan kemudian dikondensasi, sehingga diperoleh logam cair murni (Subanri, 2008)
Merkuri (Hg) adalah logam berat berbentuk cair, berwarna putih perak, serta mudah menguap pada suhu ruangan. Hg akan memadat pada tekanan 7.640 atm. Merkuri (Hg) dapat larut dalam asam sulfat atau asam nitri, tetapi tahan terhadap
basa. Hg memiliki titik lebur -38,90 C dan titik didih 356,60 C (Widowati, 2008). Menurut Hutagalung (1989) dalam Apriyadi (2005) logam berat Hg berbahaya
karena bersifat biomagnifikasi sehingga dapat terakumulasi dalam jaringan tubuh organism melalui rantai makanan. Organisme yang berada pada rantai yang paling tinggi (top carnivora) memiliki kadar merkuri yang lebih tinggi disbanding organism di bawahnya. Logam berat dalam jumlah berlebihan dapat bersifat racun. Hal ini disebabkan karena terbentuknya senyawa merkaptida antara logam berat dengan gugus ±SH yang terdapat dalam enzim. Akibatnya aktifitas enzim tidak berlangsung.
a. Tingkat Pencemaran Logam Merkuri
Secara alamiah pencemaran Hg berasal dari kegiatan gunung api atau rembesan air tanah yang melewati deposit Hg. Merkuri (Hg) pada kerak bumi sebesar 0,08 mg/ kg banyak tertimbun di daerah penambangan. Hg lebih banyak digunakan dalam bentuk logam murni dan organik dari pada dalam bentuk anorganik. Di alam, merkuri (Hg) ditemukan dalam bentuk unsur merkuri (Hg0), merkuri monovalen
33
(Hg+1), dan bivalen (Hg+2). Apabila masuk ke dalam perairan, merkuri mudah berikatan dengan klor yang ada dalam air laut dan membentuk ikatan HgCl. Dalam bentuk tersebut, Hg mudah masuk ke dalam plankton dan bias berpindah ke biota laut lain. Merkuri anorganik (HgCl) akan berubah menjadi merkuri organik (metil merkuri) oleh peran mikroorganisme yang terjadi pada sedimen di dasar perairan. Merkuri dapat pula bersenyawa dengan karbon membentuk senyawa organo- merkuri. Senyawa organomerkuri yang paling umum adalah metal merkuri yang dihasilkan oleh mikroorganisme dalam air dan tanah. Sumber Hg secara alami dari kerak bumi termasuk dari tanah, sungai, dan laut, diperkirakan sebesar 25.000 ±
150.000 ton/ tahun. (Widowati,dkk 2008: 128-129).
Komposisi kimia dari tanah berperan penting dalam komposisi materi dalam tanaman. Racun logam yang ada di dalam tanah menyebar ke dalam logam yang terdapat di dalam buah/ sayuran (Abbas,dkk 2010:61) Kandungan logam berat di dalam tanah secara alamiah sangat rendah, kecuali tanah tersebut sudah tercemar. Kandungan logam berat dalam tanah sangat berpengaruh terhadap kandungan logam pada tanaman yang tumbuh di atasnya, kecuali terjadi interaksi di antara logam itu sehingga terjadi hambatan penyerapan logam tersebut oleh tanaman. Akumulasi logam dalam tanaman tidak hanya tergantung pada kandungan logam dalam tanah, tetapi juga tergantung pada unsur kimia tanah, jenis logam, pH tanah dan spesies tanaman yang sensitif terhadap logam berat. Logam berat masuk ke lingkungan tanah melalui penggunaan bahan kimia yang langsung mengenai tanah, penimbunan debu, hujan atau pengendapan, pengikisan tanah dan limbah buangan (Widaningrum,dkk 2007: 19).
Tabel 9. Kandungan logam berat dalam tanah secara alamiah.
Logam Kandungan dalam tanah (Rata- rata µg/ g)
As (Arsenik) 100
Co (Kobalt) 8
34
Pb (Timbal) 10
Zn (seng) 50
Cd (Kadmium) 0,06
Hg (Merkuri) 0,03
Sumber : Peterson & Alloway (1979) dalam Darmono (1995).
Salah satu penyebab pencemaran lingkungan oleh Hg adalah pembuangan tailing pengolahan emas yang diolah secara amalgamasi, di mana Hg mengalami perlakuan tertentu berupa putaran, tumbukan, atau gesekan, sehingga sebagian Hg akan membentuk amalgam dengan logam- logam (Au, Ag, Pt, ) dan sebagian hilang dalam proses. Beberapa bentuk Hg yang masuk dalam lingkungan perairan meliputi :
a. Hg anorganik yang berasal dari air hujan atau aliran sungai dan bersifat stabil pada pH rendah.
b. Hg organik antara lain fenil merkuri (C6H5- Hg), metil merkuri (CH3- Hg), al-koksil merkuri atau metoksi- etil merkuri (CH3O-CH2-CH2-Hg).Hg organik yang berasal dari kegiatan pertanian yaitu pestisida.
c. Terikat dalam bentuk suspended soil sebagai Hg+2
d. Logam Hg berasal dari kegiatan industri (Widowati, dkk 2008: 128-129).
b. Mekanisme Toksisitas Merkuri Anorganik
Toksisitas Hg pada umumnya terjadi karena interaksi Hg dengan kelompok thiol dari protein (R-S-Hg+). Dalam sistem, makhluk hidup memiliki banyak kelompok sulfhidril sehingga satu ikatan senyawa Hg dengan sulfhidril sudah memberikan dampak toksik yang cukup besar. Garam merkuri anorganik bisa mengakibatkan presipitasi protein, merusak mukosa alat pencernaan, termasuk mukosa alat pencernaan dan merusak membran ginjal ataupun membran filter glomerulus, menjadi lebih permeabel terhadap protein plasma yang sebagian besar akan masuk ke dalam urin. Toksisitas HgCl2 atau garam merkuri yang larut bisa menyebabkan kerusakan membran alat pencernaan, eksantema pada kulit, dekomposisi eritrosit, serta menurunkan tekanan darah. Toksisitas kronis dari merkuri
35
anorganik meliputi gejala gangguan sistem syaraf, antara lain berupa tremor, terasa pahit di mulut, gigi tidak kuat dan rontok, anemia, albuminuria, dan gejala lain berupa kerusakan ginjal, serta kerusakan mukosa usus.
Senyawa merkuri anorganik, seperti Hg(NO3)2, HgCl2 dan HgO akan diakumulasi pada berbagai organ hati, ginjal, dan otak. Ekskresi senyawa merkuri anorganik dalam dosis 10µg/kg berat badan menunjukkan bahwa hanya 2,3 % yang akan diekskresikan melalui urin sebesar 2,3%. Senyawa Hg2Cl2 akan diabsorbsi oleh tubuh setelah diubah menjadi HgCl2. Senyawa merkuri anorganik yang dapat diabsorpsi tubuh tidak lebih dari 2%, sedangkan senyawa merkuri organik, tubuh mampu menyerap 95%. Sementara itu, uap merkuri bisa diabsorpsi sebesar 70-90% melalui jalur pernafasan.
c. Mekanisme Toksisitas Merkuri Organik
Metil merkuri memiliki afinitas yang tinggi terhadap sulfhidril serta mampu bergabung dengan membran dan intra seluler protein. Metil merkuri juga memiliki afinitas terhadap imin, amin, karbonil, dan kelompok hidroksil. Senyawa merkuri organik, seperti metal merkuri (CH3HgCl) dan alkil merkuri (C2H5HgCl) banyak digunakan sebagai bahan pestisida. Senyawa CH3HgCl merupakan penyebab keracunan merkuri. Lebih dari 95% metil merkuri terabsorpsi dan ditransportasikan ke dalam sel darah merah, lalu diedarkan ke seluruh jaringan tubuh dan hanya sejumlah kecil yang terakumulasi dalam plasma protein. Metil merkuri pada umumnya terakumulasi dalam system syaraf pusat dan ditemukan paling banyak pada bagian kortek dan serebelum. Waktu paruh alkil merkuri adalah 70 hari dan akan diekskresikan sebesar 1% dengan sisa 99% yang terakumulasi pada berbagai organ.
Gejala toksisitas merkuri organik meliputi kerusakan system syaraf pusat berupa anoreksia, ataksia, dismetria, gangguan pandangan mata yang bisa mengakibatkan kebutaan, gangguan pendengaran, konvulsi, paresis, koma dan kematian (Widowati, dkk 2008:143-146).
36
Kadar normal Hg di dalam berbagai jenis bahan pangan, tanah, dan perairan yaitu pada biji- bijian 1-20 ppb, berbagai jenis bahan pangan mencapai 0,1 ppm, telur 0,004-0,007 ppb, sungai dan air laut 0,08-0,12 µg/L, air minum dan air tanah 0,01-0,07 µg/L, tanah 0,05 ppm, serta udara 0,02 µg/m3. Kadar maksimum Hg yang diizunkan dan boleh dikonsumsi pada berbagai jenis pangan adalah bahan pangan secara umum 0,01 ppm, ikan 0,1 ppm, ikan laut 0,5 ppm, organ hewan potong 0,05 ppm dan air minum 0,01 ppm. Kadar Hg pada makanan ternak yang diizinkan tidak boleh melebihi 0,1 ppm, konsentrasi tertinggi Hg pada daerah/ wilayah kerja sebesar 0,1 mg/m3, sedangkan uap Hg anorganik dan Hg organik sebesar 0,01 mg/m3.
Setiap orang pada umumnya terpapar Hg yang diperkirakan berasal dari paparan udara sebesar 1 µg/hari, air sebesar 2 µg/hari, makanan sebesar 20 µg/hari dan bisa mencapai 75 µg/hari tergantung pada jumlah ikan yang dikonsumsi. Standar Hg yang diizinkan untuk kadar merkuri anorganik di udara di daerah tempat kerja adalah 0,05 mg/m3. Angka tersebut setara dengan ambang batas udara 0,015 mg/m3 di wilayah penduduk paparan selama 24 jam (Widowati, dkk 2008:146-147).