TINJAUAN PUTAKA
2.6. LOGAM BERAT
Logam adalah zat dengan konduktivitas tinggi listrik, kelenturan, dan kilau, yang secara sukarela kehilangan trons pemilu mereka untuk membentuk kation.
Distribusi logam di atmosfer dipantau oleh sifat dari logam yang diberikan dan oleh berbagai faktor lingkungan (Connel dan Miller, 1995)
Logam terbagi dua, yakni logam berat yang mempunyai berat 5 gram atau lebih untuk tiap cm3 dan logam ringan yang beratnya kurang dari 5 gram tiap cm3. Ada istilah logam trace yakni logam yang dalam keadaan alami berjumlah sangat sedikit (Darmono,2001).
Logam berat tergolong kriteria yang sama dengan logam lainnya. Hal yang membedakan adalah pengaruh yang dihasilkan saat logam berat berikatan dan atau masuk ke dalam organisme hidup. Contoh ketika unsurlogam besi atau Fe masuk ke dalam tubuh walaupun dengan kadar berlebihan, seringkali tidak menimbulkan dampak negatif bagitubuh.Karena sejatinyaunsur besi(Fe) diperlukan dalam darah untuk mengikat oksigen. Lain hal dengan unsur logam berat, baik itulogamberat beracun yang dipentingkan seperti tembaga atau Cu, bila masuk kedalam tubuh dengan kadar yang berlebih akan menimbulkan dampak negatif terhadap fungsi fisiologitubuh. Ketika unsur logam berat beracun seperti hidragyrum(Hg) atau disebut air raksa, masuk kedalam tubuh organisme hidup maka dapat dipastikan organisme tersebut akan langsung keracunan (Palar, 1994).
Logam berat sejatinya unsur penting yang dibutuhkan setiap makhluk hidup.Logam berat yang termasuk elemen mikro merupakan kelompok logam berat yang non-esensial yang tidak mempunyai fungsi sama sekali dalam tubuh. Logam tersebut bahkan sangat berbahaya dan dapat menyebabkan keracunan (toksik) pada manusia (Agustina, 2010).
Logam berat biasanya bernomor atom 22 sampai 92.Terletak pada perioda 4 sampai 7 dalam sistem periodik unsur dan berbeda dengan logam biasa. Logam berat biasanya menimbulkan efek-efek khusus pada makhluk hidup. Dapat dikatakan bahwa semua logam berat dapat menjadi racun bagi tubuh makhluk hidup. Proses alam seperti perubahan siklus alamiah, memberikan kontribusi yang sangat besar ke lingkungan (Tabel 2.2).
Tabel 2.2 Pencemaran Utama dari logam dan sumbernya dialam (Suhendrayatna, 2001)
Unsur Sumber logam dialam
Antimoni Stritbit (Sb2O3), sumber panas bumi, drainase tambang Arsenik Logam arsenida dan arsenat, arsenoprit dan arsenit
(HasO2)
Berilium Beril (Be3Al2Si6O16), fenasit (Be2SiO4)
Kadmium Zink karbonat, tembaga karbonat, dan bijih besi Kromium Kromit (FeCr2O4), krom oksida (Cr2O3)
Nikel Mineral besi magnesia, besi sulfida, nikel oksida, pentladit ([Fe,Ni]9S8, nikel hidroksida (Ni(OH)3)
Perak Perak bebas (Ago), perak klorida, argentida (Ag2S), tembaga, timbal, bijizink
Raksa Raksa bebas (Hgo), sinabar (HgS)
Selen Selen bebas (Seo), feroselit (FeS2), deposit uranium, deposit kalkoprit- pentaldit-pirotit
Talium Residu tembaga, timbal, perak
Tembaga Tembaga bebas (Cuo), tembaga sulfida, kalkoprit (CuFeS2)
Timbel Galena (PbS)
Zink Zink sulfida, willemit (ZnSiO4), kalamit (ZnCO3), drainase tambang
Logam berat dapat mencemari lingkungan udara, tanah maupun air.
Masuknya logam berat ke dalam badan air dapat melalui proses alami maupun diakibatkan oleh perbuatan manusia (Mulia,2005). Logam berat dapat menyebabkan pencemaran lingkungan dan berpengaruh pada kesehatan manusia karena bersifat toksik, dapat terakumulasi pada rantai makanan dan bersifat persisten (Igwe dan Abia, 2006). Logam berat dapat menimbulkan gangguan terhadap kesehatan karena mampu menghalangi kerja enzim sehingga mengganggu metabolisme tubuh, menyebabkan alergi, bersifat mutagen, teratogen atau karsinogen bagi manusia maupun hewan.
2.6.1. Logam Tembaga (Cu)
Tembaga (Cu) adalah logam dengan nomor atom 29, massa atom 63,546, titik lebur 1083 °C, titik didih 2310 °C, jari-jari atom 1,173 A° dan jari-jari ion Cu2+ 0,96 A°. Tembaga adalah logam transisi (golongan I B) yang berwarna kemerahan, mudah regang dan mudah ditempa. Tembaga bersifat racun bagi makhluk hidup (Kundariet al., 2008).
Tembaga tidak larut dalam air atau uap air dan asam-asam encer seperti HCl encer dan H2SO4 encer, tetapi asam klorida pekat dan mendidih melarutkan logam tembaga dan membebaskan gas hidrogen. Hal ini disebabkan oleh terbentuknya ion kompleks CuCl2¯ (aq) yang mendorong reaksi kesetimbangan bergeser ke arah Logam tembaga banyak digunakan pada pabrik yang memproduksi alat-alat listrik, gelas dan zat warna yang biasanya bercampur dengan logam lain (Junita, 2013).
Tembaga merupakan salah satu jenis logam berat yang berbahaya karena unsur ini dapat mengganggu saluran pernafasan yaitu menimbulkan kerusakan pada selaput lendir yang berhubungan dengan hidung (Palar,2004). Secara kimia senyawa-senyawa yang dibentuk oleh logam tembaga mempunyai bilangan valensi +1 dan +2.
Tembaga merupakan penghantar listrik yang baik setelah perak (Ag), karena itu logam tembaga banyak digunakan dalam bidang elektronik dan perlistrikan (Palar,2004).
Meskipun tembaga mengakibatkan keracunan atas makhluk hidup, dalam jumlah yang sangat kecil tembaga merupakan logam atau mineral penting tubuh.
Namun bila jumlahnya berlebih, maka akan berubah fungsi menjadi zat racun bagi tubuh. Secara alamiah tembaga dapat masuk ke dalam suatu tatanan lingkungan akibat dari berbagai peristiwa alam. Unsur ini dapat bersumber dari peristiwa pengikisan (erosi) dari batuan mineral. Melalui jalur non alamiah, tembaga masuk ke tatanan lingkungan sebagai akibat aktivitas manusia. Sebagai contoh adalah limbah industri yang menggunakan tembaga dalam proses produksinya. Toksisitas logam
yang dimiliki logam tembaga baru akan bekerja dan memperlihatkan pengaruhnya bila logam ini telah masuk ke dalam tubuh organisme dalam jumlah besar atau melebihi nilai toleransi organisme tersebut.
2.6.2. Logam Seng (Zn)
Seng merupakan salah satu unsur dengan simbol Zn, memiliki nomor atom 30, massa atom 65,37 g/mol, konfigurasi elektron [Ar]3d104s2 dan terdapat pada golongan IIB unsur transisi di dalam tabel periodik. Seng adalah logam yang berwarna putih kebiruan yang sangat mudah ditempa. Seng liat pada suhu 110-1500C, melebur pada suhu 4100C, dan mendidih pada suhu 9060C. Logamnya yang murni, melarut lambat dalam asam maupun basa, adanya zat-zat pencemar atau kontak dengan platinum atau tembaga, yang dihasilkan oleh penambahan beberapa tetes larutan garam dari logam-logam ini dapat mempercepat reaksi. Hal tersebut menjelaskan seng-seng komersial dapat dengan mudah larut dalam asam klorida encer dan asam sulfat encer dengan mengeluarkan gas hidrogen:
Zn(s) + 2HCl(aq) → Zn2+ + 2Cl- + H2(g) ↑ ...(3) Asam nitrat pekat akan membentuk ion-ion seng (II) dan nitrogen oksida (NO):
3Zn(s) + 8HNO3(aq) → 3Zn2+ +2NO(g) ↑ + 6NO3- + 4H2O (l)...(4)
Asam nitrat pekat mempunyai pengaruh yang kecil terhadap seng, karena rendahnya kelarutan seng nitrat. Dengan asam sulfat pekat akan melarutkan seng dan melepaskan belerang dioksida:
Zn(s) + 2H2SO4(aq) → Zn2+ + SO2(g) ↑ + SO4
+ 2H2O(l)...(5)
Seng membentuk hanya satu seri garam, garam-garam ini mengandung kation seng (II), yang diturunkan dari seng oksida, ZnO (Vogel, 1985).
Logam seng memiliki sifat fisik dan sifat kimia yaitu mempunyai berat molekul 161,4 mengandung satu atau tujuh molekul air hidrat, hablur transparan 6 atau jarum-jarum kecil, serbuk hablur atau butir, tidak berwarna, tidak berbau, larutan memberikan reaksi asam terhadap lakmus. Konsentrasi Zn lebih besar dari 5 mg/L di dalam air dapat menyebabkan rasa pahit. Seng dalam air juga mungkin dihasilkan dari sisa racun industri (Dirjen POM, 1995).
Mulyaningsih (2009) menyatakan bahwa pada manusia seng merupakan logam esensial yang dibutuhkan manusia dalam jumlah kecil yaitu kurang dari 100
aktivitas 100 macam enzim dan terlibat sebagai kofaktor pada 200 jenis enzim lainnya yang terlibat dalam sejumlah besar enzim yang mengkatalisis reaksi metabolik yang vital. Kekurangan asupan Zn menyebabkan rendahnya sistem imunitas dalam tubuh (Nasution, 2004).
2.6.3. Logam Besi (Fe)
Besi merupakan salah satu unsur dengan simbol Fe, memiliki nomor atom 26, massa atom 55,85 g/mol, konfigurasi elektron [Ar]3d6 4s 2 dan terdapat pada golongan VIIIB unsur transisi di dalam tabel periodik. Besi yang murni adalah logam berwarna putih-perak yang melebur pada suhu 15350 C. Besi yang murni jarang ditemui, biasanya besi mengandung sejumlah kecil karbida, silisida, dan sulfida dari besi, serta sedikit grafit. Zat-zat tersebut memainkan peranan penting 8 dalam kekuatan struktur besi. Asam klorida encer atau pekat dan asam sulfat encer dapat melarutkan logam Fe yang menghasilkan besi (II) dan gas hidrogen.
Fe(s) + 2HCl(aq) → Fe 2+ + 2Cl - + H2(g) ↑ ...(6) 2Fe(s) + 3H2SO4(aq) + 6H+→ 2Fe 3+ + 3SO2(g) ↑ + 6H2O(l)...(7) Fe(s) + HNO3(aq) + 3H+ → Fe3+ + NO(g) ↑ + 2H2O...(8)
Besi membentuk 2 deret garam yang penting. Garam besi (II) atau fero diturunkan dari besi (II) oksida, FeO. Dalam larutan, garam-garam ini mengandung kation Fe2+
dan berwarna sedikit hijau (Vogel, 1985).
Buangan industri yang mengandung persenyawaan logam berat Fe bukan hanya bersifat toksik terhadap tumbuhan tetapi juga terhadap hewan dan manusia.
Hal ini berkaitan dengan sifat-sifat logam berat yang sulit didegradasi, sehingga mudah terakumulasi dalam lingkungan perairan dan keberadaannya secara alami sulit dihilangkan, dapat terakumulasi dalam biota perairan termasuk kerang, ikan dan sedimen, memiliki waktu paruh yang tinggi dalam tubuh biota laut serta memiliki nilai faktor konsentrasi yang besar dalam tubuh organisme.
Logam Fe merupakan logam essensial yang keberadaannya dalam jumlah tertentu sangat dibutuhkan oleh organisme hidup, namun dalam jumlah berlebih dapat menimbulkan efek racun. Tingginya kandungan logam Fe akan berdampak terhadap kesehatan manusia diantaranya bisa menyebabkan keracunan (muntah), kerusakan usus, penuaan dini hingga kematian mendadak, radang sendi, cacat lahir,
gusi berdarah, kanker, sirosis ginjal, sembelit, diabetes,diare, pusing, mudah lelah, hepatitis,hipertensi, insomnia (Parulian, 2009).