BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pencemaran Logam Berat
Pencemaran logam berat seperti besi (Fe), Mangan (Mn), Seng (Zn), Kadmium (Cd), Cromium (Cr), Tembaga (Cu), Timbal (Pb), Nikel (Ni) dan Raksa (Hg), berdasarkan sudut pandang toksikologi, logam berat ini dapat dibagi dalam dua jenis. Jenis pertama adalah logam berat esensial, dimana keberadaannya dalam jumlah tertentu sangat dibutuhkan oleh organisme hidup, namun dalam jumlah yang berlebihan dapat menimbulkan efek racun. Contoh logam berat ini adalah Zn, Cu, Fe, Co, Mn, Ni dan sebagainya. Sedangkan jenis kedua adalah logam berat tidak esensial atau beracun, dan dimana keberadaannya dalam tubuh masih belum diketahui manfaatnya atau bahkan dapat bersifat racun, seperti Hg, Cd, Pb, Cr dan lain-lain. Logam berat ini dapat menimbulkan efek kesehatan bagi manusia tergantung pada bagian mana logam berat tersebut terikat dalam tubuh. Apabila kepekatan logam-logam ini tinggi dari biasa, logam-logam ini akan menjadi suatu ancaman bagi kesehatan manusia jika memasuki rantai makanan. Oleh karena itu pemantauan kadar logam berat dalam air sungai sangat perlu dilakukan (Yudo, 2006).
terakuimuiasi dalam lingkungan perairan dan keberadaannya secara alami sulit terurai, dapat terakumulasi dalam organism termasuk kerang dan ikan, dan akan membahayakan kesehatan manusia yang mengkomsumsi organisme tersebut (Anggraini, 2007).
Logam berat umumnya bersifat racun terhadap mahkluk hidup, walaupun beberapa diantaranya diperlukan dalam jumlah kecil. Berbagai perantara, seperti udara, makanan maupun air yang terkontaminasi oleh logam berat, logam tersebut dapat terdistribusi ke bagian tubuh manusia dan sebagian akan terakumulasikan. Jika keadaan ini. Berlangsung terus menerus, dalam jangka waktu lama dapat mencapai jumlah yang membahayakan kesehatan manusia (Supriyanto, et al 2007). Konsentrasi logam berat paling tinggi berada di dalam daging ikan daripada konsentrasi di dalam insang ikan. Hal ini terjadi karena insang merupakan alat pertukaran gas pada organisme akuatik sehingga lebih sering tercuci air (Agustina, 2011).
2.2 Bahan Buangan Anorganik
tersebut sangat berbahaya bagi tubuh manusia. Air tersebut tidak dapat digunakan sebagai air minum (Wardana, 1995).
2.3 Logam Berat Kadmium (Cd)
1. Sifat dan Karakteristik Kadmium (Cd)
Kadmium adalah logam berwarna putih perak, lunak, mengkilap, tidak larut dalam basa, mudah bereaksi, serta menghasilkan Kadmium Oksida bila dipanaskan. Kadmium (Cd) umumnya terdapat dalam kombinasi dengan klor (Cd Klorida) atau belerang (Cd Sulfit). Kadmium membentuk Cd2+ yang bersifat tidak stabil. Cd memiliki nomor atom 40, berat atom 112,4, titik leleh 321 0C, titik didih 7670C dan memiliki masa jenis 8,65 g/cm3 (Widowati et al, 2008).
Menurut Darmono (2001) Keberadaan kadmium di alam berhubung erat dengan hadirnya logam timbal (Pb) dan seng (Zn). Dalam industri pertambangan timbal (Pb) dan seng (Zn), proses pemurniannya akan selalu memperoleh hasil samping cadmium yang terbuang dalam lingkungan. Kadmium masuk ke dalam tubuh manusia terjadi melalui makanan dan minuman yang terkontaminasi. Mengukur Kadmium intake ke dalam tubuh manusia perlu dilakukan pengukuran kadar Cd dalam makanan yang dimakan atau kandungan Cd dalam Faeses.
2. Bioakumulasi Kadmium (Cd)
Logam berat masuk ke dalam jaringan tubuh makhluk hidup melalui beberapa jalan, yaitu: saluran pernafasan, pencernaan dan penetrasi melalui kulit. Di dalam tubuh hewan logam diabsorpsi darah, berikatan dengan protein darah yang kemudian didistribusikan ke seluruh jaringan tubuh (Darmono, 2001).
4. Dampak Cd terhadap Kesehatan Masyarakat
Kadmium (Cd) dalam tubuh terakumulasi dalam hati dan terutama terikat sebagai metalotionein mengandung unsur sistein, dimana Kadmium (Cd) terikat dalam gugus sufhidril (-SH) dalam enzim seperti karboksil sisteinil, histidil, hidroksil, dan fosfatil dari protein purin. Kemungkinan besar pengaruh toksisitas kadmium (Cd) disebabkan oleh interaksi antara kadmium (Cd) dan protein tersebut, sehingga menimbulkan hambatan terhadap aktivitas kerja enzim dalam tubuh (Darmono, 2001).
Gejala akut dan kronis akibat keracunan kadmium (Cd) yaitu (Sudarmaji, et al 2006):
a. Gejala akut : 1) Sesak dada.
2) Kerongkongan kering dan dada terasa sesak (constriction of chest). 3) Nafas pendek.
5) Sakit kepala dan menggigil. 6) Mungkin dapat diikuti kematian. b. Gejala kronis:
1) Nafas pendek.
2) Kemampuan mencium bau menurun. 3) Berat badan menurun.
4) Gigi terasa ngilu dan berwarna kuning keemasan.
Menurut Palar (2004), efek kronis akibat toksisitas kadmium (Cd) pada manusia dapat dikelompokkan menjadi lima kelompok yaitu :
a) Efek kadmium (Cd) terhadap ginjal
Logam kadmium (Cd) dapat menimbulkan gangguan dan bahkan mampu menimbulkan kerusakan pada sistem yang bekerja di ginjal. Kerusakan yang terjadi pada sistem ginjal dapat dideteksi dari tingkat jumlah atau jumlah kandungan protein yang terdapat dalam urine. Petunjuk kerusakan yang dapat terjadi pada ginjal akibat logam kadmium (Cd) yaitu terjadinya asam amniouria dan glokosuria, dan ketidaknormalan kandungan asam urat kalsium dan fosfor dalam urine.
b) Efek kadmium (Cd) terhadap paru
Keracunan yang disebabkan oleh peristiwa terhirupnya uap dan atau debu kadmium (Cd) juga mengakibatkan kerusakan terhadap organ respirasi paru-paru. Kerusakan paru-paru tersebut dapat terjadi sebagai akibat dari keracunan kronis yang disebabkan oleh kadmium (Cd).
c) Efek kadmium (Cd) terhadap tulang
d) Efek kadmium (Cd) terhadap sistem reproduksi
Daya racun yang dimiliki oleh kadmium (Cd) juga mempengaruhi sistem reproduksi dan organ-organya. Pada konsentrasi tertentu kadmium (Cd) dapat mematikan sel-sel sperma pada laki-laki. Hal inilah yang menjadi dasar bahwa akibat terpapar oleh uap logam kadmium (Cd) dapat mengakibatkan impotensi.
2.4 Logam Berat Timbal (Pb)
1. Sifat dan Karakteristik Timbal (Pb)
Selain dalam bentuk logam murni, timbal dapat ditemukan dalam bentuk senyawa inorganik dan organik. Semua bentuk timbal (Pb) tersebut berpengaruh sama terhadap toksisitas pada manusia. Bentuk organik seperti tetra etil-Pb dan tetra metil-Pb (TEL&TML), menyebabkan pengaruh toksisitas yang sama, tetapi agak berbeda dengan bentuk senyawa inorganic-Pb (Darmono, 2001).
Walaupun pengaruh toksisitas akut agak jarang dijumpai, tetapi pengaruh toksisitas kronis paling sering ditemukan. Pengaruh toksisitas kronis ini sering dijumpai pada pekerja di pertambangan dan pabrik pemurnian logam, pabrik mobil (proses pengecatan ), penyimpanan bateri, percetakan, pelapisan logam dan pengecatan sistem semprot (Darmono, 2001)
2. Mekanisme
Timbal adalah logam toksik yang bersifat kumulatif sehingga mekanisme toksisitasnya dibedakan menurut beberapa organ yang dipengaruhinya yaitu sebagai berikut.
a. Sistem hemopoietik Pb menghambat sistem pembentukan hemoglobin sehingga menyebabkan anemia
b. Sistem saraf pusat dan tepi dapat menyebabkan gangguan ensefalopati dan gejala gangguan saraf perifer
c. Sistem ganjil dapat menyebabkan gaminoasiduria, fosfaturia, glukosuria, nefropati, fibrosis, dan atrofi glomerular.
e. sistem kardiovaskuler; menyebabkan peningkatan permeabilitas kapiler pembulu darah.
f. Sistem produksi; dapat menyebabkan kematian janin waktu melahirkan pada wanita serta hipospermi dan teratospermia pada pria
g. Sistem indokrin; mengakibatkan gangguan fungsi tiroid dan fungsi adrenal (Darmono, 2001).
2.5 Logam Berat Merkuri (Hg)
1. Sifat dan Karakteristik Merkuri (Hg)
Logam merkuri atau air raksa, mempunyai nama kimia hy-dragyrum yang berarti perak cair. Logam merkuri dilambangkan dengan Hg. Pada tabel priodika unsur-unsur kimia menempati urutan (NA) 80 dan mempunyai bobot atom (BA 200,59), Merkuri telah dikenal manusia sejak manusia mengenal peradaban. Logam ini dihasilkan dari bijih sinabar, HgS, yang mengandung unsure merkuri an-tara 0,1%-4% (Palar, 2008).
Ada tiga bentuk merkuri yang toksik terhadap manusia yaitu merkuri elemen (merkuri murni ), bentuk garam inorganik dan bentuk organik. Bentuk garam inorganik dan Hg dapat membentuk merkuri ( Hg2+) dan bentuk merkuro (Hg+ ), dimana bentuk garam merkuri lebih toksik dari pada merkuro. Bentuk organik Hg seperti aril, alkil, dan alkoksi alkil, sangat beracun diantara bentuk garam lainnya (Darmono, 2001).
Menurut Palar (2008) secara umum logam merkuri memiliki sifat-sifat sebagai berikut:
1. Berujud cair pada suhu kamar (25 0C) dengan titik beku paling rendah sekitar-390C.
2. Masih berujud cair pada suhu 396 0C pada temperatur 396 0C ini telah terjadi pemuaian secara menyeluruh
4. Tahanan listrik yang dimiliki sangat rendah, sehingga menempatkan merkuri sebagai logam yang sangat baik untuk menghantarkan daya listrik. 5. Dapat melarutkan bermacam-macam logam untuk membentuk alloy yang
disebut juga dengan amalgam.
6. Merupakan unsur yang sangat beracun bagi semua makhluk hidup, baik itu dalam bentuk unsur tunggal (logam) ataupun dalam bentuk persenyawaan.
2. Penggandaan Merkuri Dalam Rantai Makanan
Masuknya merkuri ke dalam tubuh organisme hidup, terutama melalui makanan yang dimakannya, karena hampir 90% dari bahan beracun ataupun logam berat (merkuri) masuk ke dalam tubuh melalui bahan makanan. Sisanya akan masuk secara difusi atau perembesan lewat jaringan dan melalui peristiwa pernafasan. Melalui jalur makanan, logam merkuri masuk melalui dua cara, yaitu lewat air (minuman) dan tanaman (bahan makanan). Jumlah merkuri yang masuk lewat minuman bisa menjadi sangat tinggi. Jumlah tersebut bisa berlipat kali dibandingkan jumlah merkuri yang masuk melalui tanaman. Hal ini dapat terjadi disebabkan logam merkuri dalam air bisa jadi telah mengalami pelipatgandaan dari jumlah awal yang masuk. Pelipatgandaan merkuri dalam air berawal dari proses bacterial terhadap ion logam atau merkuri yang terdapat dalam atau pengendapan pada lumpur di dasar peraiaran. Proses bacterial ini bisa terjadi disemua bahan perairan (sungai ataupun danau) yang telah kemasukan senyawa merkuri. (Palar, 2008).
2.6 Karakteristik Ikan
Ikan merupakan jasad multiseluler, sel-sel menyusun jaringan-jaringan dan selanjutnya membentuk kelompok kerja yang kompleks dan dengan strukutur spesifik yang dikenal sebagai organ. Organ-organ tersebut memiliki spesifikasi dan menjalankan fungsi-fungsi seperti otak, otot, perut, hati, jantung dan ginjal. Selain organ-organ yang serupa dengan hewan pada umumnya, beberapa orang memiliki fungsi yang sama misalnya insang yang berperan dalam pernafasan, dijumpai pula organ spesifik yang tidak ada pada hewan yang hidup di darat yaitu gelembung renang (odum, 1994).
Penyebaran ikan di perairan sangat ditentukan oleh faktor-faktor lingkungan yang dapat digolongkan menjadi empat macam, yaitu: faktor biotik, faktor abiotik, faktor teknologi , dan kegiatan manusia. Faktor biotik yaitu faktor alam yang hidup atau jasad hidup, baik tumbuh-tumbuhan maupun hewan dan faktor abiotik yang mencakup faktor fisik dan kimia yaitu cahaya, suhu, arus, garam-garam mineral, angin, pH, oksigen terlarut, salinitas dan BOD. Sedangkan faktor teknologi dan kegiatan manusia berupa hasil teknologi dan kegiatan – kegiatan lain baik yang sifatnya memperburuk lingkungan seperti pabrik yang membuang limbahnya ke perairan maupun yang memperbaiki lingkungan seperti pelestarian daerah pesisir (Rifai et al,.1984).
2.7 Akumulasi Logam dalam Jaringan
Kerugian yang ditimbulkan dari sektor perikanan karena pemusnahan produk perikanan ini besar sekali. Proses biokumulasi logam dalam jaringan ikan cukup bervariasi, bergantung pada jenis logam dan spesies ikan. Beberapa jenis logam terakumulasi lewat rantai pakan sehingga predator sebagai pemangsa ikan mempunyai konsentrasi logam yang besar (seperti tuna dan paus). Dalam dosis yang sama akumulasinya dalam jaringan berbeda-beda, tetapi akumulasi logam tersebut ke dalam jaringan juga bergantung pada faktor lingkungan yaitu: suhu air, kadar garam, pH, dan bentuk senyawa logam yang terlarut dalam air (Darmono, 2001)
2.8 Pengaruh Toksisitas Logam pada Jaringan Ikan 2.8.1 Toksisitas Logam pada Insang Ikan
Insang sebagai alat pernapasan ikan, juga digunakan sebagai alat pengatur tekanan antara air dan dalam tubuh ikan (osmoregulasi). Oleh karena itu, insang merupakan organ yang penting pada ikan, di samping insang sangat peka terhadap pengaruh toksisitas logam. Logam klas B sangat reaktif terhadap ligan sulfur dan nitrogen, sehingga ikatan logam klas B tersebut sangat penting bagi fungsi normal metaloenzim dan juga metabolisme terhadap sel. Bilamana metaloenzim disubtitusi oleh logam yang bukan semestinya, maka akan menyebabkan protein mengalami deformasi dan mengakibatkan menurunnya kemampuan katalitik enzim tersebut. Hal ini sering terjadi dalam sel epitel insang tempat beberapa macam logam klas B terikat (Darmono, 2001).
2.8.2 Toksisitas Logam pada Alat Pencernaan Ikan
2.8.3 Toksisitas Logam pada Ginjal Ikan
