BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pencemaran
Pencemaran adalah perubahan sifat fisika, kimia dan biologi yang tidak dikehendaki pada udara, tanah dan air. Perubahan tersebut dapat menimbulkan bahaya bagi kehidupan manusia atau organisme lainnya, proses-proses industri, tempat tinggal dan peninggalan-peninggalan, atau dapat merusak sumber bahan mentah. Pencemaran terjadi apabila terdapat gangguan dalam daur materi yaitu apabila laju produksi suatu zat melebihi laju pembuangan atau penggunaan zat tersebut. Pencemaran merupakan penambahan bermacam-macam bahan sebagai aktivitas manusia ke dalam lingkungan yang biasanya memberikan pengaruh berbahaya terhadap lingkungan. (Soemarwoto, 1992). Terdapat dua jenis sumber pencemaran yaitu (1) Pencemaran yang dapat diketahui secara pasti sumbernya misalnya limbah industri, (2) Pencemaran yang tidak diketahui secara pasti sumbernya yaitu masuk ke perairan bersama air hujan dan limpasan air permukaan. Beban pencemaran pada badan air merupakan jumlah bahan yang dihasilkan dari kedua sumber tersebut.
Apabila suatu limbah yang berupa bahan pencemar masuk ke suatu lokasi maka akan terjadi perubahan padanya. Perubahan dapat terjadi pada organisme yang hidup di lokasi itu serta lingkungannya yang berupa faktor fisika dan kimianya (ekosistem). Salah satu perubahan yang terjadi karena pembuangan limbah ke badan perairan dapat menyebabkan berkurangnya kadar oksigen terlarut. Oksigen penting untuk pernafasan yang merupakan komponen utama untuk metabolisma ikan dan organisme lain (Mason, 1980). Persenyawaan organik di perairan akan dipecah oleh organisme pembusuk. Terjadinya proses ini sangat membutuhkan oksigen terlarut dalam perairan tersebut. Disamping itu adanya senyawa racun yang terkandung di dalam limbah juga mempengaruhi proses metabolisma dalam tubuh ikan, merusak jaringan usus dan fungsi ginjal.
2.2 Definisi Pencemaran Perairan
Air merupakan sumber daya alam yang dapat diperbarui, tetapi air akan dapat dengan mudah terkontaminasi oleh aktivitas manusia. Air banyak digunakan oleh manusia dengan tujuan yang bermacam-macam sehingga dengan mudah dapat tercemar. Menurut tujuan penggunaanya, kriterianya berbeda-beda. Air yang sangat kotor untuk diminum mungkin cukup bersih untuk mencuci, untuk pembangkit listrik, untuk pendingin mesin dan sebagainya. Menurut Peraturan Pemerintah nomor 82 tahun 2001, pencemaran air adalah masuknya atau dimasukkannya mahluk hidup, zat, energi dan atau komponen lain ke dalam air oleh kegiatan manusia, sehingga kualitas air turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan air tidak dapat berfungsi sesuai dengan peruntukannya (Anonimous, 2001). Berdasarkan pengertian ini, masalah pencemaran air terkait dengan tiga hal penting, yaitu ; (1) unsur yang masuk atau dimasukkan ke dalam air, (2) kualitas dan atau penurunan kualitas air, serta (3) peruntukkan air.
2.3 Logam Berat
Logam berat adalah unsur kimia dengan bobot jenis lebih besar dari 5 atau 6 g/cm³. Namun pada kenyataannya dalam pengertian logam berat ini, dimasukkan pula unsur-unsur metaloid yang mempunyai sifat berbahaya seperti logam berat sehingga jumlah seluruhnya mencapai lebih kurang 40 jenis. Beberapa logam berat yang beracun tersebut adalah As, Cd, Cr, Cu, Pb, Hg, Ni dan Zn.
Logam berat memiliki afinitas yang tinggi terhadap unsur S dan biasanya bernomor atom 22 sampai 29 dari periode 4 sampai 7 (Miettinen, 1977). Berdasarkan sifat fisika
dan kimianya, tingkat atau daya racun logam berat terhadap hewan air dapat diurutkan (dari tinggi ke rendah) sebagai berikut merkuri (Hg), cadmium (Cd), seng (Zn), timbal (Pb) krom (Cr), nikel (Ni) dan cobal (Co) (Sutamihardja et al., 1982). Menurut Anonimous (1990), sifat toksisitas logam berat dapat dikelompokkan menjadi 3 kelompok yaitu :
• Bersifat toksik tinggi terdiri atas unsur-unsur Hg, Cd, Pb, Cu dan Zn • Bersifat toksik menengah yang terdiri dari Cr, Ni dan Co
• Bersifat toksik sangat rendah yang terdiri dari Mn dan Fe.
Menurut Darmono (1995), logam berat masuk kedalam jaringan tubuh makhluk hidup nelalui beberapa jalan, yaitu pernafasan, pencernaan dan penetrasi melalui kulit. Penyerapan melalui saluran pernafasan biasanya cukup besar, baik pada biota air yang masuk melalui insang, maupun biota darat yang masuk melalui debu di udara ke saluran pernafasan. Sedangkan logam yang masuk melalui kulit jumlah dan penyerapannya relatif kecil.
2.3.1 Tembaga (Cu)
Tembaga merupakan logam yang dijumpai pada perairan alami dan termasuk unsur yang esensial bagi tumbuhan dan hewan. Kadar Cu pada kerak bumi sekitar 50 mg/kg (Moore,1994). Sumber alami tembaga adalah chalcopyrite (CuFeS2), copper sulfida (CuS2), malachite [Cu2(CO3)(OH)2], dan azurite ( [Cu3(CO3)(OH)2] (Novotny dan Olem, 1994 dalam Effendi, 2003).
Tembaga (CuSO4.5H2O) juga digunakan sebagai algasida untuk membasmi algae yang tumbuh secara berlebihan di perairan. Tembaga karbonat digunakan sebagai molusida yang berfungsi untuk membunuh moluska. Pada perairan alami kadar Cu biasanya <0,02 mg/l, air tanah sekitar 12,0 mg/l, perairan laut antara 0,001 – 0,025 mg/l sedangkan air minum adalah 0,1 mg/l (Moore, 1994 dan Mcneely et al., 1979 dalam Effendi, 2003)). Kekurangan Cu dapat mengakibatkan anemia, namun jika berlebihan dapat mengakibatkan air berasa mengandung tembaga jika diminum dan dapat mengakibatkan kerusakan pada hati. Canadian Council of Resource and Enviromental Ministry (1987) mengemukakan bahwa hubungan antara kadar Cu dengan nilai kesadahan adalah berbanding lurus. Tabel 1 memperlihatkan bahwa jika kesadahan naik maka konsentrasi Cu mengikutinya.
Tabel 1. Kadar Cu pada beberapa nilai kesadahan
Kesadahan (mg/L CaCO3) Kadar Tembaga (mg/L) 0 – 60 (lunak/Soft)
60 – 120 (sedang/Medium) 120 – 180 (sadah/hard) >180 (sangat sadah/very hard)
2 2 4 6 Sumber: Moore, 1991 dalam Effendi , 2003
2.3.2 Kadmium (Cd)
Kadmium merupakan logam yang sampai saat ini belum diketahui dengan jelas peranaannya bagi tumbuhan dan makhluk hidup. Di perairan, Cd terdapat dalam
jumlah yang sangat sedikit (mikro) dan bersifat tidak larut dalam air. Kadar Cd pada kerak bumi sekitar 0,2 mg/kg. Sumber Cd adalah greennockite (Cds), hawleyite, sphalerite, dan otavite (Moore, 1991 dalam Effendi , 2003). Toksisitas Cd dipengaruhi oleh pH dan kesadahan, selain itu keberadaan Zn dan Pb dapat meningkatkan toksisitas Cd. Selanjutnya dikemukakan bahwa hubungan antara kadar Cd dengan nilai kesadahan adalah berbanding lurus (Tabel 2).
Tabel 2. Kadar Cd pada beberapa nilai kesadahan
Kesadahan (mg/L CaCO3) Kadar Kadmium (mg/L) 0 – 60 (lunak/Soft)
61 – 120 (sedang/Medium) 120 – 180 (sadah/hard) >180 (sangat sadah/very hard)
0,2 0,8 1,3 1,8 Sumber: Moore, 1991 dalam Effendi , 2003
Kadmium bersifat akumulatif dan toksik bagi manusia karena dapat mengakibatkan gangguan fungsi ginjal dan paru-paru, meningkatkan tekanan darah tinggi, dan kemandulan pada pria dewasa. Cd juga bersifat sangat toksik dan bersifat bioakumulasi terhadap organisme. Sumber polutan Cd yang ada di atmosfer, tanah dan perairan dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Sumber polutan kadmium (Cd)
Atmosfer Tanah Perairan
Penambangan dan pengolahan bahan tambang
Endapan dari atmoser Endapan dari atmosfer Peleburan Debu Debu Galvanisasi Air limbah tambang Air limbah tambang
Pabrik Pewarna Pupuk limbah lumpur Air buangan pengolahan limbah
Pabrik baterai Pupuk superfosfat Limbah cair industri
Electroplating Pestisida Limbah cair dari TPA
Industri amalgamasi Industri pupuk
Pembakaran bahan bakar fosil Pemakaian ban mobil
Penggunaan pestisida
Pembakaran Industri baja
Asap rokok Proses pelapukan
Sumber : Babich dan Stotzky (1978) dalam Nugroho (2001)
Kadmium banyak digunakan dalam industri metalurgi, pelapisan logam, pigmen, baterai, peralatan elektronik, pelumas, peralatan fotografi, gelas, keramik, tekstil dan plastik (Eckenfelder, 1989). Menurut WHO, kadar Cd maksimum pada air yang diperuntukan untuk air minum adalah 0,005 mg/L dan untuk peruntukan pertanian dan perikanan sebaiknya tidak lebih dari 0,05 mg/l (Moore, 1991 dalam Effendi, 2003). 2.3.3 Timbal (Pb)
Timbal atau dalam keseharian lebih dikenal dengan nama timah hitam, dalam bahasa ilmiahnya dinamakan plumbum, dan logam ini disimbolkan dengan Pb. Logam ini termasuk kedalam kelompok logam golongan IV-A pada tabel Periodik unsur kimia. Mempunyai nomor atom(NA) 82 dengan bobot atau berat atom (BA) 207.2.
Logam Pb mempunyai sifat-sifat yang khusus seperti :
• Merupakan logam yang lunak, sehingga dapat dipotong dengan menggunakan pisau atau dengan tangan dan dapat dibentuk dengan mudah.
• Merupakan logam yang tahan terhadap peristiwa korosi atau karat, sehingga logam timbal sering digunakan sebagai bahan coating.
• Mempunyai titik lebur rendah, hanya 327,5 °C.
• Mempunyai kerapatan yang lebih besar dibandingkan dengan logam-logam biasa kecuali emas dan merkuri.
Pb terakumulasi dalam tubuh manusia sehingga dapat mengakibatkan gangguan pada otak dan ginjal, serta kemunduran mental pada anak yang sedang dalam pertumbuhan. Konsetrasi Pb dalam perairan laut sekitar 0,025 mg/l. Dikemukakan bahwa hubungan antara kadar Pb dengan nilai kesadahan berbanding lurus (Tabel 4).
Tabel 4. Kadar Pb pada beberapa nilai kesadahan
Kesadahan (mg/L CaCO3) Kadar Timbal (mg/L) 0 – 60 (lunak/Soft)
62 – 120 (sedang/Medium) 120 – 180 (sadah/hard) >180 (sangat sadah/very hard)
1 2 4 7 Sumber: Moore, 1991 dalam Effendi , 2003
2.4 Logam dalam Sistem Perairan
Banyaknya logam berat yang bersifat toksik maupun esensial terlarut dalam air mencemari air laut. Sumber pencemaran ini banyak berasal dari industri, rumah tangga dan juga dari lahan pertanian yang menggunakan pupuk atau anti hama yang mengandung logam (Darmono, 1995).
Logam-logam berat yang terlarut dalam badan perairan pada konsentrasi tertentu akan berubah fungsi menjadi sumber racun bagi kehidupan perairan. Meskipun daya racun yang ditimbulkan oleh satu logam berat terhadap semua biota perairan tidak sama, namun kehancuran dari sekelompok dapat menjadikan terputusnya satu mata rantai kehidupan. Pada tingkat lanjutnya, keaadan tersebut tentu saja dapat menghancurkan satu tatanan suatu ekosistem perairan (Palar, 1994).
Secara alamiah unsur logam berat terdapat di seluruh alam, namun dalam kadar yang sangat rendah (Hutagalung, 1984). Kadar logam berat dapat meningkat bila limbah perkotaan banyak mengandung logam berat masuk kedalam perairan alami melalui
saluran pembuangan. Logam berat yang sangat beracun ini tahan lama dan sangat banyak terdapat dilingkungan. Logam berat tersebut adalah Cu, Cd dan Pb.
Logam berat yang masuk ke dalam air akan mengalami pengendapan, pengenceran dan penyebaran, kemudian diserap oleh organisme yang hidup di perairan tersebut. Pengendapan logam berat di suatu perairan terjadi karena adanya anion karbonat, hidroksil dan klorida (Hutagalung, 1984).
2.5 Kerang Kapak-kapak (Pinna muricata)
Perairan Indonesia memiliki penyebaran kerang yang sangat luas. Pada umunya hidup kerang di perairan pantai dengan kedalaman 0 – 11 meter. Habitat kerang disekitar padang lamun serta hidup pada permukaan karang sebagai substrat untuk menempel. Kerang atau kijing kipas tergolong dalam kelas bivalva, sesuai dengan namanya mempunyai dua keping cangkang dengan panjang 200 mm. Umumnya kedua cangkang tersebut mempunyai ukuran yang sama. Cangkang bivalva memiliki 2 katup yang tergabung di bagian dorsal oleh hinge ligament. Kedua keping cangkang dihubungkan dengan 2 otot adductor yang berfungsi dalam pembukaan dan penutupan cangkang. Bagian lunak dari tubuh bivalva tertutup oleh dua belahan yang disebut mantel, yang letaknya antara tubuh dan cangkang (Gambar 2).
Anggota kelas bivalva dibagi ke dalam golongan oyster, scallops, clam, cockle dan fan mussel. Kerang kapak-kapak termasuk kedalam Famili Pinnidae dan dikenal dengan nama umum sebagai coloured rasor shell. Taksonomi kerang kapak-kapak adalah sebagai berikut :
Kingdom: Animalia Phylum: Mollusca Class: Bivalvia Order: Anisomyaria Family: Pinnidae Genus: Pinna
Species: Pinna muricata Linnaeus, 1758
Gambar 2. Kerang kapak-kapak (Pinna muricata Linnaeus, 1758) 2.6 Ikan Bandeng (Chanos chanos)
Bandeng dikenal sebagai milkfish karena dagingnya yang putih seperti susu termasuk kedalam family Chanidae adalah ikan yang hidup suhu tropis berkisar antara 15 - 43° C mempunyai panjang untuk jantan sekitar 180 cm dan betina 124 cm. Dengan sirip dorsal 2 – 2. Ikan ini merupakan satu-satunya spesies yang masih ada dalam familia Chanidae hidup di Samudra Hindia sampai Samudra Pasifik. Ikan bandeng
cenderung bergerombol di sekitar pesisir dan pulau-pulau dengan koral. Ikan yang muda dan baru menetas hidup di laut untuk 2 - 3 minggu, lalu berpindah ke rawa-rawa bakau, daerah payau, dan kadangkala danau-danau. Bandeng baru kembali ke laut kalau sudah dewasa dan bisa berkembang biak. Taksonomi bandeng (Fishbase, 2008) : Kingdom: Animalia Phylum: Chordata Class: Actinopterygii Order: Gonorynchiformes Family: Chanidae Genus: Chaninae
Species: Chanos chanos (Forsskå, 1775)
Gambar 3. Bandeng [Chanos-chanos (Forsskå, 1775)] 2.7 Pengaruh Toksisitas logam pada hewan
Unsur logam berat masuk ke lingkungan laut melalui sungai dan udara; umumnya sebagian besar masuk melalui aliran sungai, hanya unsur-unsur yang menguap saja yang banyak dibawa oleh udara seperti merkuri dan selenium. Dampak pencemaran akibat logam-logam berat adalah dikarenakan sifatnya yang tak dapat terurai dan mudah diserap oleh biota laut sehingga terakumulasi dalam tubuh. Unsur logam berat dapat masuk ke dalam tubuh biota laut melalui 3 cara yaitu melalui permukaan tubuh, terserap insang, dan rantai makanan. Selain mengganggu ekosistem, unsur logam berat secara tidak langsung juga merusak perikanan bila tercemar dan juga kesehatan manusia bila mengkonsumsi ikan tersebut.
Menurut Darmono (2006), dampak yang ditimbulkan akibat keracunan oleh logam berat ini bermacam-macam :
• Akibat keracunan akut karena merkuri pada manusia antara lain mual, muntah-muntah, diare berdarah, kerusakan ginjal serta dapat mengakibatkan kematian. Keracunan kronis ditandai dengan peradangan mulut dan gusi, pembengkakan kelenjar ludah dan mengeluarkan ludah secara berlebihan. Tanda-tanda keracunan pada manusia terjadi apabila kadar metil merkuri dalam darah adalah 0,2 µg.
• Keracunan akut karena timbal akan mengakibatkan terbakarnya mulut; keracunan kronis menyebabkan anemia, mual, sakit di sekitar perut, serta mengakibatkan kelumpuhan. Konsentrasi timbal 0,05 mg/l dapat menimbulkan bahaya pada lingkungan laut.
• Dampak dari konsumsi tembaga dalam konsentrasi besar pada manusia adalah kerusakan pada ginjal; sementara pada biota laut, tembaga bersifat racun bahkan kematian (tergantung pada konsentrasinya) untuk jenis algae dan moluska. Konsentrasi tembaga sebesar 0,05 mg/l membahayakan untuk lingkungan laut.
• Sedangkan arsen, merupakan salah satu penyebab kanker bagi manusia yang menyerang sistem pencernaan, pernapasan, syaraf, hati, kulit, dan darah. Pada konsentrasi 0,05 mg/l telah menimbulkan bahaya pada lingkungan laut.
