2.4. Karakteristik Logam Berat
2.4.3. Timbal (Pb)
Timbal bernama latin plumbum (Pb), nomor atomnya 82 dan berat atomnya 207,20 g/mol (Cotton dan Wilkinson 1989). Timbal secara alami berasal dari pelapukan batuan dan erosi tanah yang mengandung timbal sulfida (PbS) (Effendi 2003). Lu (2006) menambahkan kegiatan antropogenik seperti penambangan, peleburan bahan logam, pembakaran bahan bakar fosil, dan proses produksi baja, semen dan fosfat merupakan sumber timbal yang dapat menambah keberadaannya di alam. Dalam pertambangan, timbal berbentuk timbal sulfida (PbS) yang disebut galena.
Penggunaan Pb yang paling besar adalah untuk baterai kendaraan bermotor. Elektroda dari aki biasanaya mengandung 93% Pb dan 7% Sb (antimoni). Pb sangat baik dalam merangsang arus listrik, yang dalam hal ini Pb berbentuk PbO2 dan Pb
logam. Pb juga dipergunakan dalam industri percetakan (tinta), sekering, alat listrik, amunis, kabel dan solder. Sifatnya yang dapat mencegah terjadinya karat, membuat Pb banyak dipergunakan untuk melapisi logam lain seperti untuk melapisi pipa-pipa air atau pipa yang dialiri bahan yang bersifat korosif. Lebih dari 200.000 ton Pb
dipergunakan dalam industri kimia yang berbentuk tetra-etil-Pb, yang biasanya dicampur dengan bahan bakar minyak (BBM) dengan tujuan meningkatkan daya tahan mesin. Sifat Pb yang tahan korosif dan sifat yang mudah menyatu dengan bahan lain, mengakibatkan Pb banyak digunakan sebagai campuran cat misalnya Pb putih (Pb(OH)22PbCO3), Pb merah, Pb merah cerah (Pb3O4) dan PbCrO4untuk warna kuning.
Penggunaan lainnya adalah untuk produk-produk logam seperti amunisi, pelapis kabel, pipa, solder, bahan kimia dan pewarna (Fardiaz 2005; Lu 2006; Darmono 1995).
Penggunaan timah hitam/timbal tersebut karena timbal memiliki sifat unggul (Darmono 1995; Fardiaz 2005) yakni:
1. Mempunyai titik lebur yang rendah sehingga mudah digunakan dan murah biaya operasinya.
2. Mudah dibentuk karena sifat logamnya yang lunak
3. Mempunyai sifat kimia aktif sehingga dapat dipergunakan untuk melapisi logam untuk mencegah terjadinya perkaratan
4. Kepadatan melebihi logam lain
5. Timbal dapat membentuk alloy dengan logam lainnya, dan alloy yang terbentuk mempunyai sifat yang berbeda dengan timbal murni
6. Memiliki densitas yang tinggi dibanding logam lain; kecuali emas dan merkuri, yaitu 11,34 g/cm3
7. Sifat kimia timbal menyebabkan logam ini dapat berfungsi sebagai pelindung jika kontak dengan udara lembab
Seperti logam berat lainnya, Pb juga merupakan unsur yang bersifat reaktif. Di dalam badan perairan, Pb akan membentuk ikatan komplek dengan ligan organik dan inorganik yang ada. Kelarutan timbal dalam air cukup rendah sehingga kadarnya relatif sedikit. Pb akan membentuk ikatan komplek dengan logam organik apabila di ligan organik tersebut mengandung unsur S, N, dan O. Pb sendiri akan membentuk Pb3(PO4)2
dan PbS jika tersedia ligan inorganik berupa fosfat (PO43-) dan sulfida (S2-). Pb juga
akan mengalami proses hidrolisis menjadi Pb(OH)+ dan akan terlarut pada saat pH perairan lebih dari 6,0 dan menjadi Pb(OH)+solid pada saat pH perairan lebih dari 10,0. Berdasarkan hal tersebut, maka di lingkungan laut yang memiliki pH yang cenderung basa (7,5-8,5), kebanyakan dari Pb ini ditemukan dalam bentuk Pb(OH)+ terlarut lebih banyak bila dibandingkan dengan PbCl2 atau PbCO3. Bahan bakar yang mengandung
timbal (lead gasoline) memberikan kontribusi yang berarti bagi keberadaan timbal di perairan. Kadar dan toksisitas timbal di perairan dipengaruhi oleh kesadahan, pH, alkalinitas, dan kadar oksigen (Effendi 2003; Neff 2002; Sanusi 2009).
Konsetrasi timah hitam (timbal) pada perairan laut terbuka yang belum tercemar kurang lebih 0,002-0,3 μg/L, namun konsetrasinya akan menjadi lebih dari 1 μg/L pada perairan pantai atau perairan teluk. Konsentrasi timbal di Samudra Atlantik Utara pada kondisi terlarut dan tersuspensi masing-masing 0,002-0,029 dan 0,0001-0,0004 μg/L. Tabel 7 di bawah menunjukkan konsentrasi timbal di beberapa perairan. Konsentrasi timbal di sedimen estuari dan pantai yang belum tercemar adalah 5-30 μg/g. Namun konsentrasi timbal ini akan menjadi meningkat pada daerah pantai yang berdekatan dengan pusat-pusat industri, seperti di sedimen Teluk San Francisco mengandung kurang lebih 2900 μg/g timah (Neff, 2002).
Tabel 7. Konsentrasi timah terlarut (μg/l) di beberapa perairan
Lokasi Pb Terlarut
N. Atlantic Surface Water 0,002–0,029 S. Atlantic Surface Water 0,003
Bermuda 0,016
S. North Sea Surface Water 0,008–0,20 S. North Sea Bottom Water 0,017–0,087 Offshore UK Surface Water 0,021–0,19
British Estuaries 0,023–1,1
Bristol Channel & Severn Estuary, UK 0,02–10,0
Greenland Sea 0,004–0,104
Ross Sea, Antarctica 0,005–0,027
East China Sea 0,041–0,517
Gulf of Mexico off LA 0,02–0,05
Galveston Bay, TX 0,009–0,02
S. California Bight Offshore 0,004–0,012 S. California Bight Nearshore 0,009–0,06
San Francisco Bay, CA 0,041
Sumber: Neff (2002)
Konsentrasi akumulasi timbal dalam tubuh organisme akan membentuk kurva linier dengan jumlah timbal terlarut. Kebanyakan organisme air mengakumulasi logam ini pada bagian insang dan mantel. Pada bivalvia yang sudah terkontaminasi logam timbal ternyata memiliki kemampuan untuk melepaskan logam ini kembali ke dalam perairan setelah dilepas pada daerah yang tidak terkontaminasi. Akumulasi logam ini
dapat melalui rantai makanan sepertiCapitela capitatayang mengakumulasi timbal dari detritus dan alga yang dimakannya dan konsentrasinya dalam tubuh akan semakin meningkat seiring dengan semakin banyaknya alga yang dimakan. Kerang Scrobicularia plana dan Polychaeta Nereis diversicolor memiliki kemampuan mengakumulasi timbal dari sedimen yang anoksik. Konsentrasi timbal pada jaringan beberapa organisme dapat dilihat pada Tabel 8.
Tabel 8. Konsentrasi timah pada jaringan (μg/g) beberapa organisme
Spesies Lokasi Konsentrasi Pb
Phytoplankton Central Pacific 0,53–1,8
Green AlgaCaulerpa taxifolia French Mediterranean 0,8–21,8
Brown AlgaFucus vesiculosus W. Greenland 0,47–0,70
Red Algae (several spp.) Greece 10,7–340
Sea GrassPosidonia oceanica NW Mediterranean 5,96–15,4
Sponges (several spp.) Portugal <5–187
Reef Corals (2 spp.) Australia 0,5–2,2
Benthic Nematodes French Atlantic 25,1–55,5
Nemerteans (2 spp.) N. Wales, UK 17,4–54,9
Polychaetes (several spp.) NY Bight 0,89–82,1
Trough ShellSpisula subtruncata Belgian Coast 0,5–8,0
MusselsMytilusspp. French Coasts <0,10–21,4
OystersCrassostrea gigas French Coasts <0,10–8,9
OystersC. gigas Hawaii 0,10–1,76
Bivalves (3 spp.) NY Bight 5,07–10,6
Bivalves (4 spp.) Philippines 0,64–2,24
Scallops Antarctica 1,0–2,6
Shrimp (several spp.) Kuwait 0,03–7,23
Swimming CrabsLiocarcinus holsatus Belgian Coast 0,34–4,4
Benthic Crustaceans NY Bight 0,05–17,5
Barnacles (3 spp.) Hong Kong 1,7–39,2
EchinoidParacentrotus lividus Naples, Italy 0,28–14
Sharks (several spp.) Great Britain <0,1–9,4
Sharks (4 spp.) E. Australia <0,04–0,15
Teleost Fish (12 spp.) E. Australia 0,03–0,30
Teleost Fish (26 spp.) W. Mediterranean 0,05–55,9
Deep-Sea Fish (6 spp.) N. Atlantic 0,015–12,0
TunaThunnus thynnus NW Atlantic <0,03
Sumber: Neff (2002)
Menurut Neff (2002) pemaparan Pb dengan konsentrasi 476-758 μg/L pada Mytilus edulis, Crasostrea gigasdanCancer magistermenyebabkan pertumbuhan larva menjadi abnormal, sedangkan konsentrasi akut dan kronik pada Mysidopsis bahia masing-masing adalah 3130 dan 25 μg/L. Konsentrasi timbal terlarut sebesar 23,3 μg/L dapat menyebabkan efek subletal pada makroalga Champia parvula. Hasil penelitian
Paasivirta (2000) memperlihatkan bahwa sebanyak 10-24% timbal (lead) yang ditemukan pada daging ikan dalam bentuktetrametyl lead(TML). Efek toksik timbal pada burung dan mamalia disebabkan logam ini memiliki kemampuan untuk berikatan dengan sel dan biomolekul seperti enzim dan hormon.
Soetrisno (2008) menyatakan timbal menjadi beracun dengan menggantikan kation-kation logam yang aktif biologis, seperti kalsium dan seng (zink), dari protein- proteinnya. Calmodulin misalnya, mengikat dan mengangkut empat kation kalsium. Jika kation-kation timbal menggantikan keempat kation kalsium tersebut, efisiensi enzim ini akan berkurang. Timbal menghambat total aktivitas enzim biosintetikheme, yakni asam delta-aminolevulinat dehidratase (delta-ALAD), ketika logam ini menggantikan kation seng tunggalnya, sehingga mengganggu pembentukan darah dan menghasilkan anemia parah. Darmono (1995) menambahkan timbal dapat menghambat aktifitas enzim yang terlibat dalam pembentukan hemoglobin yang dapat menyebabkan penyakit anemia. Gejala yang diakibatkan dari keracunan logam timbal adalah kurangnya nafsu makan, kejang, lesu dan lemah, muntah serta pusing-pusing. Timbal dapat juga menyerang susunan saraf, saluran pencernaan serta dapat mengakibatkan terjadinya depresi.