bab ii tinjauan pustaka a. profil sungairepository.ump.ac.id/6902/3/bab ii.pdfdimana air banjir akan...

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Profil Sungai

Menurut Mulyanto (2010), sebuah sungai mualai dari hulu sampai ke

muaranya secara umum dapat dibagi ke dalam empat bagian yang masing-

masing mempunyai sifat-sifat yang berbeda antara satu bagian dengan bagian

yang lainnya yaitu :

Gambar 1.2 Bagian-bagian dari sebuah sungai

Sifat dari masing-masing sungai tersebut di atas adalah sebagai berikut :

A. Bagian Hulu

1) Sungai jeram/torrential river

Torrent adalah bagian sungai yang terletak paling hulu.Topografi daerah hulu

ini terdiri dari lereng-lereng batuan dasar atau bedrock yang belum lapuk

(Mulyanto, 2007). Sifat dari sungai jeram atau torrential river adalah sebagai

berikut:

a. Kemiringan dasar alur aliran masih terjal sehingga kecepatan aliran di

dalamnya sangat besar.

Kajian Pencemaran Kadar..., Dewi Setiyowati, FKIP, UMP, 2013

7

b. Kapasitas transpor sedimen dari aliran sungainya sangat besar pada saat

aliran debit besar berlangsung, dengan bebutir sedimen yang berdiameter

besar. Aliran air ini akan membentuk alur yang alur yang bertampang

lintang V atau U. Pada debit kecil aliran akan memenuhi dasar alur V di

sela-sela gugus-gugus batuan yang diendapkan karena mengecilnya

kapasitas transport pada dasar aliran yang menjadi sangat

turbulent/berjeram.

Gambar 2.2 Bagian hulu sungai : Sungai jeram

2) Sungai jalin/braided river

a. Pada saat terjadi aliran dengan debit besar atau banjir bandang/ flash flood,

kecepatan aliran yang besar akan menimbulkan kapasitas transport

sedimen yang besar.

b. Pada saat debit surut/ mengecil, akan mengakibatkan kapasitas transport

sedimen sangat menurun.


8

Gambar 3.2. Sungai Jalin

Gambar 4.2. Tampang Lintang Sungai Jalin

B. Bagian Alluvial

Kriteria bagian sungai alluvial yang mengalir pada bantaran sungai yaitu:

a. Pada waktu aliran mencapai dataran yang landai dan rendah kecepatan

alirannya sangat berkurang, menyebabkan banyak sedimen yang

mengendap.


9

b. Pada saat debit menjadi besar, kapasitas alurnya akan tidak ckup untuk

melewatkannya, sehingga sering terjadi peluapan atau overbank flow

dimana air banjir akan menggenangi bantaran sungainya.

c. Terbentuk arus spiral dan menimbulkan kelokan-kelokan pada alur sungai

sehingga sungai alluvial ini kemudian akan membentuk meanders atau

rangkaian kelokan yang berurutan.

Gambar 5.2 Tampang Lintang Sungai Alluvial

C. Bagian yang terpengaruh oleh pasang surut/tidal reach

Bagian sungai pasang surut ini terbagi menjadi dua ruas:

a. Ruas bagian hulu yang langsug berbatasan dengan bagaian sungai alluvial.

b. Air asin akan menyusup naik memasukinruas ini pada saat terjadi pasang.

D. Muara sungai/kuala/sungapan atau estuary

Muara sungai (Estuaria) adalah pertemuan antara laut dan sungai dan menjadi

batas lingkungan (environment) air asin dan air tawar (Mulyanto, 2010).Estuaria

adalah suatu perairan semi tertutup yang berada di bagian hilir sungai dan masih

berhubungan dengan laut, sehingga memungkinkan terjadinya percampuran antara


10

air tawar dan air laut.Bentuk estuaria bervariasi dan sangat tergantung pada besar

kecilnya aliran sungai, kisaran pasang-surut, dan bentuk garis pantai.Estuaria dari

sungai yang besar memodifikasi garis pantai dan topografi sublitoral melalui

pengendapan dan erosi sedimen, sehingga garis pantai bergerak menjorok

beberapa kilometer ke arah laut (Meadows dan Campbell, 1988 dalam

Dahuri,2003).

Estuarin juga merupakan wilayah yang sangat dinamis (dynamics area),

rentan terhadap perubahandan kerusakan lingkungan baik fisik, kimia, maupun

biologi dari dampak aktivitas manusiadi darat ataupun pemanfaatan sumberdaya

perairan laut secara berlebihan (over-exploited) (Supriadi,2001).

Berdasarkan aliran air dan percampurannya, estuaria menurut Cameron dan

Pritchard dalam Meadsows dan Campbell, 1998 dalam Dahuri 2003 dapat

dikelompokkan menjadi empat tipe yaitu :

1) Tipe A

Estuaria tipe A memiliki kisaran pasang surut yang kecil, namun memiliki

aliran air tawar yang besar. Lapisan air laut ada di bawah lapisan air sungai,

sehingga percampuran secara vertical diantara keduanya relativ kecil.

2) Tipe B

Estuari tipe B memiliki kisaran pasang surut yang lebih besar, sehingga

gerakan massa air laut melebihi gerakan air tawar yang masuk melalui badan

sungai. Percampuran antara kedua lapisan tersebut lebih banyak disebabkan oleh

adanya pengaruh gaya Coriolis, sehingga air tawar yang mengalir keluar estuaria


11

dibelokkan ke arah kanan di belahan bumi selatan utara, dan ke kiri di belahan

bumi sebelah selatan. Sebagai akibatnya, perbatasan daerah air tawar dan air laut

bentuknya miring.

3) Tipe C

Pada estuaria C, aliran air tawar berkurang, namun sebaliknya massa air laut

menjadi dominan, terutama pada saat terjadi pasang. Akibatnya, massa air tawar

akan mengalir di sebelah kanan estuaria, sehingga lebar estuaria akan semakin

besar. Proses percampuran dari kedua massa air tersebut akan menghasilkan suatu

batas yang bentuknya vertikal antara air tawar dan air laut.

4) Tipe D

Estuaria tipe D memiliki aliran pasang surut yang besar, sehingga air tawar

dan air laut dapat bercampur secara sempurna (tidak terstratifikasi). Estuaria tipe

ini biasanya dangkal dan memungkinkan proses pengadukan berlangsung secara

intensif, sehingga akan menciptakan kondisi salinitas yang homogen.

Gambar 6.2 Estuary berdasarkan bentuk bukaan mulut dan alurnya


12

B. Pencemaran Air

Pencemaran adalah perubahan sifat fisika, kimia, dan biologi yang tidak

dikehendaki pada tanah, udara, dan air.Perubahan tersebut dapat menimbulkan

bahaya bagi kehidupan manusia dan organisme lainnya.Pencemaran terjadi

apabila terdapat gangguan dalam daur materi yaitu apabila laju produksi suatu zat

melebihi laju pembuangan atau penggunaan zat tersebut (Annymous, 2001).

Pencemaran menurut UU no 23 th 1997 yang diperbaharui pada UU no 4 th

1982 tentang Ketentuan-Ketentuan Pokok Pengelolaan Lingkungan Hidup, adalah

masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi, dan atau komponen

lain ke dalam lingkungan dan atau berubahnya tatanan lingkungan oleh kegiatan

manusia atau oleh proses alam, sehingga kualitas lingkungan turun sampai ke

tingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan menjadi kurang atau tidak dapat

berfungsi lagi sesuai dengan peruntukannya.

Dalam PP No. 20/1990 tentang Pengendalian Pencemaran Air, pencemaran

air didefinisikan sebagai : “pencemaran air adalah masuknya atau

dimasukkannya mahluk hidup, zat, energi dan atau komponen lain ke dalam air

oleh kegiaan manusia sehingga kualitas air turun sampai ke tingkat tertentu yang

menyebabkan air tidak berfungsi lagi sesuai dengan peruntukannya” (Pasal 1,

angka 2).


13

C. Faktor Penyebab Pencemaran Air

Menurut Syakti (2012), berdasarkan sudut pandang faktor penyebab potensial

terpaparnya bahan pencemar ke lingkungan perairan, ada dua kelompok besar

sumbernya yakni :

1. Sumber dari aktivitas manusia (antrophogenic)

a) Limbah domestik

Berdasarkan Peraturan Pemerintah No. 18/1999/ Jo.PP 85/1999, limbah

didefinisikan sebagai sisa atau buangan dari suatu usaha atau kegiatan

manusia.Diakatakan sebagai limbah domestik ketika berasal dari buangan rumah

tangga di zona urban, bangunan perdagangan, perkantoran, dan saran sejenis di

mana aktivitas sehari-hari masyarakat dapat menghasilkan limbah padat maupun

limbah cair (mandi, cuci, dan tinja).

b) Limbah industri

Limbah industri berasal dari industri kecil, menengah, dan besaryang

dioprasikan dalam bentuk bengkel kerja, laboratorium ataupun pabrik yang dapat

menghasilkan limbah berupa air dan bahan buangan lainnya yang terlarut maupun

tersuspensi di dalam air yang digunakan dalam proses produksinya.

c) Limbah pertanian.

Aktivitas pertanian memberikan kontribusi pelepasan garam-garam mineral

(N, P, K) terkait dengan penggunaan pupuk, pelepasan senyawa purin, dan bahan

penggemuk ternak serta senyawaan pengontrol hama dan gulma seperti

insektisida, herbisida, dan fungisida di samping obat-obatan dari jenis antibiotika.


14

2. Sumber alami (natural), berupa rembesan hidrokarbon, gunung api, tsunami,

blooming algae, dan lain sebagainya. Pencemaran di lingkungan laut secara alami

berasal dari rembesan hidrokarbon minyak bumi (seepage) dan semburan gas

(degassing) di lantai laut ataupun samudra. Rembesan alami banyak mewakili 40

% kontaminasi senyawa hidrokarbon di lautan dunia (Syakti 2004). Di lingkungan

terrestrial (daratan), debu vulkanik dikatakan sebagai pencemaran gas SO2 dan

NOx sebagai pembentuk hujan asam. Tsunami memiliki dampak negative berupa

kerusakan ekosistem pantai (ekosistem kerang, ekosistem mangrove, ekosistem

lamun) sebagai akibat meningkatnya kandungan material dasar laut yang terbawa,

TSS, kekeruhan, bahan-bahan toksik, bakteri pathogen, dan lain sebagainya.

Fenomena upwelling mendorong terjadinya blooming algae. Ledakan populasi

alga akan meningkatkan konsumsi alga-alga yang memiliki produksi toksin oleh

kerang-kerangan. Ketika manusia mengonsumsi kerang yang mengandung alga

Alexandrium sp.,resiko keterpaparan Paralic Shelfish Poisoning (PSP) dengan

jenis racun saxitoxin dapat menyebabkan konsumen terkena kangker hati.

D. Logam Berat

Logam berat ialah benda padat atau cair yang mempunyai berat 5 gram atau

lebih untuk setiap cm³, sedangkan logam yang beratnya kurang dari 5 gram

adalah logam ringan. Dalam tubuh makhluk hidup logam berat termasuk

dalam mineral “trace” atau mineral yang jumlahnya sangat sedikit. Beberapa

mineral trace adalah esensial karena digunakan untuk aktivitas kerja sistem

enzim misalnya seng (Zn), tembaga (Cu), besi (Fe), dan beberapa unsur


15

lainnya seperti kobalt (Co), mangan (Mn), dan beberapa lainnya. Beberapa

logam bersifat non- esensial dan bersifat toksik terhadap makhluk hidup

misalnya: merkuri (Hg), kadmium (Cd), dan timbal (Pb) (Darmono, 2001).

Logam berat merupakan istilah umum yang digunakan untuk kelompok

logam dengan densitas atom lebih besar dari 6 gram/cm3. Meskipun istilah

tersebut hanya merupakan definisi yang luas, namun secara umum diakui dan

biasanya digunakan untuk elemen-elemen seperti Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb dan Zn.

Elemen-Elemen tersebut merupakan kelompok utama dalam masalah pencemaran

dan daya racun (Alloway, 1997 dalam Hartoyo 2006).

Keberadaan logam berat di lingkungan dapat berasal dari dua sumber.Pertama

berasal dari alam dengan kadar di biosfer yang relatif kecil. Keberadaan logam

berat secara alami tidak membahayakan lingkungan. Kedua, dari antropogenik

dimana keberadaan logam berat tersebut diakibatkan oleh aktivitas manusia,

misalnya limbah industri pelapisan logam, pertambangan, cat, pembuangan zat

kendaraan bermotor, serta barang-barang bekas seperti baterai, kaleng dan lain

sebagainya (Lubis dkk dalam Hidayat 2003).

Logam merupakan kelompok toksikan yang unik.Logam ini ditemukan dan

menetap dalam alam, tetapi bentuk kimianya dapat berubah akibat pengaruh

fisikokimia, biologis atau akibat aktivitas manusia.Toksitasnya dapat berubah

drastic apabila bentuk kimianya berubah. Dalam lingkungan perairan, bentuk

logam antara lain berupa ion-ion bebas, pasangan ion organik dan ion kompleks.

Kelarutan logam dalam air dikontrol oleh pH air. Kenaikan pH menurunkan

kelarutan logam dalam air karena kenaikan pH mengubah kestabilan dari bentuk


16

karbonat menjadi hidroksida yang membentuk ikatan dengan partikel pada badan

air, sehingga akan mengendap membentuk lumpur (O‟Neiil, 1993 dalam Hartoyo

2006).

E. Logam Berat Kadmium (Cd)

a) Karakteristik dan Manfaat Cd

Kadmium (Cd) ini pertama kali ditemukan oleh seorang ilmuwan Jerman

yang bernama Friedric Strohmeyer pada tahun 1817.Logam Cd ini ditemukan

dalam bebatuan Calamine (Seng Karbonat). Nama kadmium sendiri diambil dari

nama latin dari “calamine” yaitu “Cadmia” (Anonim, 2008).

Logam Cd atau cadmium (kadmium) mempunyai penyebaran yang sangat

luas di alam.Hanya ada satu jenis mineral cadmium di alam yaitu greennocite

(CdS) yang selalu ditemukan bersamaan dengan mineral splerite (ZnS).Mineral

greennocite ini sangat jarang di temukan di alam, sehingga eksploitasi logam Cd,

biasanya merupakan produksi sampingan dari peristiwa peleburan dan refining

bijih-bijih Zn (Seng).Biasanyana pada konsentrsi bijih Zn didapatkan 0,2 %

sampai 0,3% logam Cd. Disamping itu Cd juga diproduksi dari peleburan bijih-

bijih logam Pb (timah hitam) dan Cu (tembaga). Namun demikian, Zn merupakan

sumber utama dari logam Cd, sehingga produksi dari logam tersebut sangat

dipengaruhi oleh Zn.

Seperti halnya unsur-unsur kimia lainnya terutama golongan logam, logam

Cd mempunyai sifat fisika dan kimia tersendiri. Berdasarkan pada sifat-sifat

fisiknya, Cd merupakan logam lunak, ductile, berwarna putih seperti perak.

Logam ini akan kehilangan kilapnya bila berada dalam udara yang basah


17

ataulembab serta akan cepat mengalami kerusakan bila dikenai oleh uap ammonia

(NH3) dan sulfur hidroksida (SO2). Sedangkan berdasarkan pada sifat-sifat

kimianya, logam Cd di dalam persenyawaan yang dibentuknya pada umumnya

mempunyai bilangan valensi 2+, sangat sedikit yang mempunyai bilangan valensi

1+. Bila dimasukkan ke dalam larutan yang mengandung ion OH, ion-ion

Cd2+

akan mengalami proses pengendapan. Endapan yang terbentuk dari ion-ion

Cd2+

dalam larutan berion OH biasanya dalam bentuk senyawa terhidratasi yang

berwarna putih. Bila logam Cd digabungkan dengan senyawa karbonat (CO=),

dengan senyawa posfat (PO3+

), dengan senyawa arsenat (AsO3=), dan atau dengan

senyawa oksalat-ferro {Fe(III)} – dengan ferri {Fe (II)} sianat, maka akan

terbentuk suatu senyawa yang berwarna kuning. Semua senyawa tersebut akan

dapat larut dalam senyawa NH4OH dan akan membentuk kation kompleks Cd

dengan NH3 (Palar, 1994).

Penggunaan Cd dan persenyawaannya ditemukan dalam industri pencelupan,

fotografi, dan lain-lain. Pemanfaatan Cd dan persenyawaannya dapat dilihat

sebagai berikut :

1. Senyawa CdS dan CdSeS, banyak digunakan sebagai zat warna

2. Senyawa Cd-sulfat (CdSO4) digunakan dalam industri baterai yang berfungsi

untuk pembuatan sel Weston karena mempunyai potensial stabil yaitu sebesar

1,0186 volt

3. Senyawa Cd-bromida (CdBr2) dan Cd-ionida (CdI2) secara terbatas digunakan

dalam dunia fotografi


18

4. Senyawa dietil cadmium {(C2H5)2Cd} digunakan dalam proses pembuatan

tetraetil-Pb

5. Senyawa Cd-strearat banyak digunakan dalam perindustrian manufaktur

polyvinyl khlorida (PVC) sebagai bahan yang berfungsi untuk stabilizer.

Selain itu banyak digunakan dalam industri-industri ringan, seperti pada

proses pengolahan roti, pengolahan ikan, pengoalahan minumaan, industri tekstil

dan lain-lain, banyak dilibatkan senyawa-senyawa yang dibentuk dengan logam

Cd, meskipun penggunaannya hanyalah dengan konsentrasi yang sangat rendah

(Palar, 1994).

b) Toksikologi Cd dalam Makhluk Hidup

Kadmium merupakan salah satu logam berat yang berbahaya, karena

elemen ini beresiko tinggi terhadap pembuluh darah. Kadmium berpengaruh

terhadap manusia dalam jangka waktu panjang dan dapat terakumulasi pada tubuh

khususnya hati dan ginjal. Secara prinsipil pada konsentrasi rendah berefek

pada gangguan paru-paru yang akut (Hidayat, 2003). Pada keracunan kronis

yang disebabkan oleh Cd, umumnya berupa kerusakan-kerusakan pada ginjal,

paru-paru, darah dan jantung. (Palar, 1994). Logam kadmium atau Cd juga

akanmengalami proses biotransformasi dan bioakumulasi dalam organisme hidup

(tumbuhan, hewan dan manusia). Logam ini masuk ke dalam tubuh bersama

makanan yang dikonsumsi, tetapi makanan tersebut telah terkontaminasi oleh

logam Cd dan atau persenyawaannya. Dalam tubuh biota perairan jumlah logam

yang terakumulasi akan terus mengalami peningkatan dengan adanya proses

biomagnifikasi di badan perairan. Disamping itu, tingkatan biota dalam sistem


19

rantai makanan turut menentukan jumlah Cd yang terakumulasi. Dimana biota

yang lebih tinggi stratanya akan ditemukan akumulasi Cd yang lebih banyak,

sedangkan pada biota top level merupakan tempat akumulasi paling besar. Bila

jumlah Cd yang masuk tersebut telah melebihi nilai ambang maka biota dari suatu

level atau strata tersebut akan mengalami kematian dan bahkan kemusnahan.

Keadaan inilah yang menjadi penyebab kehancuran suatu ekosistem, karena salah

satu mata rantainya telah hilang (Palar, 1994).

Pada hewan-hewan yang hidup di tanah dan bangsa mamalia, dimana dalam

tubuh mereka telah terakumulasi oleh Cd, maka Cd yang terakumulasi tersebut

akan ditransfer melalui gut wall (celah dinding/kulit) (Palar, 1994). Dilaporkan

oleh Darmono (1990) dari hasil penelitiannya dilaboratorium pada ayam broiler

yang diberi pakan mengandung Cd dalam dosis tinggi, terlihat adanya hambatan

pertumbuhan pada ayam tersebut. Selain itu penelitian pada udang yang diberi

kadmium dosis 0,5 mg/l dalam air setelah 15 ditemukan akumulasi hemosit dalam

lumen usus (perdarahan). Dalam hepatopankreas ditemuka adanya inklusi

berwarna pink dan kebiruan (eosin dan basofilik) yang mana hal tersebut

dapat mengganggu sistem metabolisme dalam hepatopankreas, dan organ ini

sangat vital perannya dalam kehidupan krustasea (Darmono, 2001).

Suatu penelitian menunjukkan bahwa kerang air tawar (Anadonta cygnea)

dalam laboratorium menunjukkan akumulasi Cd yang ditemukan dalam jaringan

menunjukkan garis linier pada dosis pemberian 5 µg/l Cd dalam air. Sedangkan

pada dosis 25 µg/l Cd, akumulasi berfluktasi dalam selang pemberian 4

minggu.Setelah 10 minggu terlihat kenaikan tajam akumulasi Cd dalam jaringan.


20

Konsentrasi Cd dalam jaringan berturut-turut dari yang tinggi ke rendah di antara

jaringan kerang ialah: insang, labial, mantel, ginjal, hati, kaki (Hemerald dkk,

1986 dalam Darmono, 2001).

Pada Ikan Fundulus heteroclitus yang diekspos dengan 50 mg/l Cd selama 20

jam, terjadi hepertrofi ingsang. Disamping itu, terlihat heperplasia pada bagian

lamella dan interlamela epitel filamen. Terjadinya heperplasia tersebut juga diikuti

gambaran nekrotik sel yang terjadi hanya pada bagian sambungan filamen insang

dan hanya terjadi lokal saja, sedangkan bagian lain insang tidak terjadi perubahan.

Sedangkan pada usus ikan yang hidup dalam air yang mengandung 50 mg/l

Cd dengan kadar garam 32 per setelah satu jam, mukosa usus membengkak,

aktivitas sel mukosa meningkat terutama usus bagian depan. Kerusakan usus

mulai terlihat 2 jam kemudian diikuti nekrosis pada epitel sel kolumner dan

serpihan sel mati dalam sel usus. Sedangkan pada ginjal ikan yang dipelihara

dalam air yang mengadung 50 mg/l Cd setelah 20 jam, pada awalnya terjadi

kerusakan pada tubulus bagian proksimal yang kemudian menyebar kebagian

distal. Setelah itu, terlihat degenerasi pada sel tubulus ginjal dan endapan dalam

lumen yang berwarna eosin/pink/kemerahan (Darmono, 2001).

Kadmium merupakan salah satu jenis logam berat yang berbahaya, karena

elemen ini beresiko tinggi terhadap pembuluh darah. Kadmium berpengaruh

terhadap manusia dalam jangka waktu panjang dan dapat terakumulasi pada tubuh

khususnya gangguan paru-paru, emphysema dan renal tubular disease yang

kronis. Menurut badan dunia FAO/WHO, konsumsi per minggu yang


21

ditoleransikan bagi manusia adalah 400-500 µg per orang atau 7 µg per kg berat

badan (Suhendrayatna, 2003).

Kadmium atau Cd lebih beracun bila terhisap melalui pernafasan daripada

saluran pencernaan. Kasus keracunan akut cadmium kebanyakan dari menghisap

debu dan asap kadmium, terutama kadmium oksida (CdO). Dalam beberapa jam

setelah menghisap, korban akan mengeluh gangguan saluran nafas, nausea,

muntah, kepala pusing dan sakit pinggang. Kematian disebabkan karena

terjadinya endema paru-paru. Apabila pasien tetap bertahan, akan terjadi

emfisme atau gangguan paru-paru yang jelas terlihat (Darmono, 2001).

Logam Cd dapat terabsorbsi oleh tubuh manusia tanpa ada yang menghalangi

karena tidak ada mekanisme tubuh yang membatasinya, kecuali kalau tubuh

memang memerlukannya. Sebagian besar Cd yang diabsorbsi tubuh akan dibuang

keluar melaui saluran pencernaan. Keracunan kadmium dapat mempengaruhi otot

polos pembuluh darah. Akibatnya, tekanan darah menjadi tinggi yang kemudian

bisa menyebabkan terjadinya gagal jantung.Ginjal pun dapat rusak dari keracunan

Cd. Kasus keracunan Cd yang pernah tercatat sebagai epidemik (wabah) pada

abad ini adalah keracunan Cd yang menimpa sebagian penduduk Toyama di

Jepang. Keracunan Cd ini menjadi wabah karena sebagian penduduk Toyama

mengeluh sakit pinggang selama bertahun-tahun dan sakit itu semakin lama

semakin parah. Di samping itu mereka juga mengeluh sakit pada tulang

punggungnya. Ternyata tulang-tulang itu mengalami pelunakan dan kemudian

menjadi rapuh. Kematian yang terjadi di antara mereka terutama disebabkan oleh

gagal ginjal (Wardhana, 1995).


22

F. Logam Berat Timbal (Pb)

a) Karakteristik dan Manfaat Pb

Menurut Palar (1994), timbal atau dalam keseharian lebih dikenal dengan

nama timah hitam, dalam bahasa ilmiahnya dinamakan plumbum, dan logam ini

disimbolkan dengan Pb. Logam ini termasuk ke dalam kelompok logam-logam

golongan IV-A pada Tabel Periodik unsure kimia. Mempunyai nomor atom (NA)

82 dengan bobot atau berat atom (BA) 207,2.

Logam timbalatau Pb mempunyai sifat-sifat yang khusus seperti berikut :

1. Merupakan logam yang lunak, sehingga dapat dipotong dengan

menggunakan pisau atau dengan tangan dan dapat dibentuk dengan

mudah.

2. Merupakan logam yang tahan terhadap peristiwa korosi atau karat,

sehingga logam timbal sering digunakan sebagai bahan coating.

3. Mempunyai titik lebur rendah, hanya 327,50

C

4. Mempunyai kerapatan yang lebih besar dibandingkan dengan logam-

logam biasa, kecuali emas dan merkuri.

5. Merupakan penghantar listrik yang tidak baik

Menurut Fardiaz (1992) dalam Kristanto (2002), logam timbal banyak

digunakan untuk keperluan manusia karena sifat-sifatnya sebagai berikut:

1. Timbal mempunyai titik cair rendah sehingga jika digunakan dalam

bentuk cair dibutuhkan teknik yang cukup sederhana dan tidak mahal.

2. Timbal merupakan logam yang lunak sehingga mudah di ubah menjadi

beberapa bentuk.


23

3. Sifat kimia timbal menyebabkan logam ini dapat berfungsi sebagai lapisan

pelindung jika kontak dengan udara lembab.

4. Timbal dapat membentuk alloy dengan logam lainnya, dan alloy

yang terbentuk mempunyai sifat berbeda dengan timbal yang murni.

5. Densitas timbal lebih tinggi dibandingkan dengan logam lainnya

kecuali emas dan merkuri.

Penggunaan timbal tersebar adalah dalam produksi baterai penyimpan untuk

mobil, di mana igunakan metalik dan komponen-komponennya. Electroda dari

beberapa baterai mengandung struktur inaktif yang disebut grid yang dibuat

dari alloy timbal yang mengandung 93% timbal dan 7% antimony. Struktur

ini merupakan penyangga mekanik dari komponen baterai yang aktif dan

merupakan jalur aliran listrik. Bagian yang aktif dari baterai terdiri dari timbal

diokside (PbO2) dan logam timbal yang terikat pada grid (Kristanto, 2001).

Penggunaan lainnya dari timbal adalah untuk produk-produk logam seperti

amunisi, pelapis kabel, dan solder, bahan kimia, pewarna, dan lain-lainnya.

Beberapa produk logam dibuat dari timbal murni yang diubah menjadi beberapa

bentuk, dan sebagian besar terbuat dari alloy timbal. Komponen timbal juga

digunakan sebagai pewarna cat karena kelarutannya di dalam air rendah, dapat

berfungsi sebagai pelindung, dan terdapat dalam berbagai warna, yang sering

digunakan adalah timbal putih yang mempunyai rumus Pb (OH)2.2PbCO3. Timbal

juga digunakan sebagai campuran dalam pembuatan pelapis keramik yang disebut

dengan glaze (Fardiaz, 1992).


24

b) Toksikologi Pb dalam Makhluk Hidup

Timbal merupakan logam berat yang sangat beracun, dapat dideteksi secara

praktis pada seluruh benda mati dilingkungan dan seluruh sistem biologi. Sumber

utama timbal berasal dari gugus alkyl timbal yang digunakan sebagai bahan

additive bensin. Komponen ini beracun terhadap seluruh aspek kehidupan.

Timbal menunjukkan beracun pada system syaraf, hemetologik, dan

mempengaruhi kerja ginjal. Konsumsi mingguan elemen ini direkomendasikan

oleh WHO toleransinya bagi orang dewasa adalah 50 µg/kg berat badan dan untuk

bayi atau anak-anak adalah 25 µg/kg berat badan. Mobilitas timbal di tanah dan

tumbuhan cenderung lambat dengan kadar normalnya pada tumbuhan berkisar

0,5-3 ppm (Suhendrayatna, 2003). Pada hewan ruminansia gejala khas dari

keracunan Pb ini ada tiga bentuk yaitu sebagai berikut:

1. Gastro-enteritis, hal ini disebabkan karena terjadi reaksi dari mukosa

saluran pencernaan bila kontak dengan garam Pb, sehingga terjadi

pembengkakan.

2. Anemia, di dalam darah timbal berikatan dengan sel darah merah sehingga

sel darah merah mudah pecah. Bila sel darah merah pecah, terjadi

gangguan terhadap sentesis Hb yang dapat menyebabkan anemia.

3. Ensepalopati, logam ini juga menyebabkan terjadinya kerusakan sel

endotel dari kapiler darah otak, sehingga bentuk protein berukuran besar

dapat menerobos masuk ke dalam otak.

Dalam tubuh manusia, timbal terutama terikat dalam gugus –SH dalam

molekul protein dan hal ini menyebabkan hambatan pada aktivitas kerja sistem


25

enzim. Timbal menganggu system sintesis Hb dengan jalan menghambat

konversi delta-ALA (delta aminolevulinik asid) menjadi forfobilinogen dan juga

menghambat korporasi dari Fe ke dalam protoporofin IX untuk membentuk

Hb, dengan jalan menghambat enzim delta-aminolevulinik asid-dehidrasi (delta-

ALAD) dan ferokelatase. Hal ini menyebabkan meningkatnya eksresi kopropin

dalam urin dan delta-ALA serta menghambat sintesis Hb (Darmono, 2001).

Haeme akan bereaksi dengan Globin dan ion logam Fe 2+ dan dengan bantuan

enzim ferrokhelatase akan membentuk khelat haemoglobin. Senyawa Pb yang

terdapat dalam tubuh akan mengikat gugus aktif dan enzim ALAD. Ikatan yang

terbentuk antara logam Pb dengan gugus ALAD tersebut akan mengakibatkan

pembentukan intermediet porpholinogen dan kelanjutan dari proses reaksi ini

tidak dapat berlanjut atau terputus (Palar, 1994).

Pada jaringan dan atau organ tubuh, logam Pb akan terakumulasi pada tulang

baik melalui udara maupun makanan ataupun minuman, karena logam ini dalam

bentuk ion (Pb2+) mampu menggantikan keberadaan ion Ca2+ (kalsium) yang

terdapat pada jaringan tulang. Tulang berfungsi sebagai tempat pengumpulan Pb

karena sifat-sifat ion Pb2+ yang hampir sama dengan dengan Ca2+ (Fardiaz,

1992). Disamping itu pada wanita hamil ion Pb dapat melewati plasenta dan

kemudian akan ikut masuk dalam system peredaran darah janin dan selanjutnya

setelah bayi lahir, Pb akan dikeluarkan melalui air susu (Palar, 1994).

Gejala keracunan akut Pb pada anak dimulai dengan hilangnya nafsu makan

(anoreksia), kemudian diikuti dengan rasa sakit perut dan muntah, tidak

berkeinginan untuk bermain, berjalan sempoyongan, sulit berkata-kata,


26

ensepalopati dan akhirnya koma. Pada waktu 1-6 minggu setelah

mengkonsumsi tidak terlihat gejala tetapi segera setelah 6 minggu timbul

gejala seperti diatas (Darmono, 2001).

Pada keracunan kronis Pb dilaporkan oleh Molina dan kawan-kawan, (1983)

dalam Darmono, (2001) terjadi pada keluarga pembuat kerajinan tembikar di

daerah Meksiko. Peneliti tersebut membandingkan kecerdasan diantara anak yang

Pb-nya dalam darah rendah dan kandungan Pb dalam darah tinggi. Dari hasil

penelitian didapatkan bahwa tingkat kecerdasan (IQ) pada anak yang kadar Pb-

nya rendah (<40 µg/dl) lebih tinggi daripada pada anak yang kandungan Pb-nya

tinggi (>40 µg/dl). Kadar Pb yang tinggi di dalam darah tersebut ternyata juga

berpengaruh terhadap orang dewasa, terutama pada ibu hamil dan menyusui.

Dietrich dan kawan-kawan, (1987) melaporkan bahwa anak yang lahir dari ibu

yang berkadar Pb-nya tinggi dalam darah menyebabkan bobot bayi yang

dilahirkan lebih rendah daripada yang normal.

G. Logam Berat Besi (Fe)

Besi adalah logam yang berasal dari bijih besi (tambang) yang banyak

digunakan untuk kehidupan manusia sehari-hari.Dalam tabel periodik, besi

mempunyai simbol Fe dan nomor atom 26.Besi juga mempunyai nilai ekonomis

yang tinggi.

Besi adalah logam yang paling banyak dan paling beragam penggunaannya.

Hal itu karena beberapa hal, diantaranya:

a. Kelimpahan besi di kulit bumi cukup besar,


http://id.wikipedia.org/wiki/Logam

http://id.wikipedia.org/wiki/Tabel_periodik

http://id.wikipedia.org/wiki/Nomor_atom

27

b. Pengolahannya relatif mudah dan murah, dan

c. Besi mempunyai sifat-sifat yang menguntungkan dan mudah dimodifikasi

(Anonim,2013).

Besi memiliki simbol (Fe) dan merupakan logam berwarna putih keperakan,

liat dan dapat dibentuk. Fe di dalam susunan unsur berkala termasuk logam

golongan VIII, dengan berat atom 55,85g.mol-1

, nomor atom 26, berat jenis

7.86g.cm-3

dan umumnya mempunyai valensi 2 dan 3 (selain 1, 4, 6). Besi (Fe)

adalah logam yang dihasilkan dari bijih besi, dan jarang dijumpai dalam keadaan

bebas, untuk mendapatkan unsur besi, campuran lain harus dipisahkan melalui

penguraian kimia. Besi digunakan dalam proses produksi besi baja, yang bukan

hanya unsur besi saja tetapi dalam bentuk alloy (campuran beberapa logam dan

bukan logam, terutama karbon) (Eaton et.al, 2005; Rumapea, 2009 dan

Parulian, 2009 dalam Hanchlopo, 2011).

a) Karakteristik dan Manfaat Fe

Logam murni besi sangat reaktif secara kimiawi dan mudah terkorosi,

khususnya di udara yang lembab atau ketika terdapat peningkatan suhu.Memiliki

4 bentuk allotroik ferit, yakni alfa, beta, gamma dan omega dengan suhu transisi

700, 928, dan 1530oC.Bentuk alfa bersifat magnetik, tapi ketika berubah menjadi

beta, sifat magnetnya menghilang meski pola geometris molekul tidak

berubah.Hubungan antara bentuk-bentuk ini sangat aneh.Besi pig adalah alloy

dengan 3% karbon dan sedikit tambahan sulfur, silikon, mangan dan fosfor.


28

Besi bersifat keras, rapuh, dan umumnya mudah dicampur, dan digunakan

untuk menghasilkan alloy lainnya, termasuk baja. Besi tempa yang mengandung

kurang dari 0.1% karbon, sangat kuat, dapat dibentuk, tidak mudah campur dan

biasanya memiliki struktur berserat.Baja karbon adalah alloy besi dengan sedikit

Mn, S, P, dan Si. Alloy baja adalah baja karbon dnegan tambahan seperti nikel,

khrom, vanadium dan lain-lain. Besi relatif murah, mudah didapat, sangat berguna

dan merupakan logam yang sangat penting (Anonim, 2008.)

b) Toksikologi Fe dalam Makhluk Hidup

Tempat pertama dalam tubuh yang mengontrol masuknya Fe adalah usus

halus.Bagian ini berfungsi untuk absorpsi dan sekaligus ekskresi Fe yang tidak

diserap.Besi dari usus diabsorpsi dalam bentuk feritin, dimana bentuk ferro lebih

mudah diabsorpsi daripada bentuk ferri.Feritin masuk kedalam darah berubah

bentuk menjadi transferin.Dalam darah tersebut besi berstatus besi bervalensi tiga

(trivalent) yang kemudian ditransfer ke hati dan limpa yang kemudian di simpan

dalam organ tersebut sebagai cadangan dalam bentuk feritin dan

hemosiderin.Toksitas terjadi bilamana terjadi kelebihan (kejenuhan) dalam ikatan

tersebut.

Toksitas akut Fe pada anak terjadi karena anak memakan sekitar 1 g Fe dan

mungkin dalam jumlah yang lebih banyak. Kandungan asupan besi pada anak

secara normal adalah sekitar 10-20 mg/kg berat badan (Faraht lala, 2012) .


29

H. Baku Mutu Kualitas Air

Baku mutu air adalah ukuran batas atau kadar makhluk hidup, zat, energi,

atau komponen yang ada atau harus ada dan atau unsur pencemar yang

ditenggang keberadaannya di dalam air (PP No.82 Tahun 2001).

Secara alamiah logam berat biasanya sangat sedikit sekali ditemukan dalam

air, yaitu kurang dari 1µg/l (Darmono, 2001). Menurut standar Indonesia

yang dilaporkan oleh Palupi, (1994) menyatakan bahwa standar alamiah

logam berat Cd untuk kehidupan diperairan laut yaitu sebesar 0,2 µg/l, dan

untuk Pb sebesar 0,03 µg/l.

I. Penelitian yang Relevan

1. Khaiana Rindha Fitriyah. 2007. Studi Pencemaran Logam Berat Kadmium

(Cd), Merkuri (Hg), dan Timbal (Pb) pada Air Laut,Sedimen, dan Kerang Bulu

(Anadara Antiquata) di Perairan Pantai Lekok Pasuruan. Hasil analisis Anova

menunjukkan adanya perbedaan kandungan logam berat Hg, Cd dan Pb pada air

laut, sedimen dan kerang serta adanya perbedaan kandungan Hg, Cd dan Pb di

setiap stasiun pengamatan. Hasil Uji Jarak Duncan menunjukkan bahwa

kandungan logam berat tertinggi terdapat pada sedimen, dan terendah pada air

laut. Selain itu didapatkan hasil bahwa kandungan logam berat tertinggi terdapat

pada stasiun 2 dan terendah pada stasiun 3. Kandungan Hg terendah pada air

laut, sedimen dan kerang bulu berturut-turut adalah sebesar 0.1153 ppm,

17.97033 ppm dan 0.79733 ppm. Kandungan Cd terendah pada air laut, sedimen

dan kerang bulu berturut-turut adalah sebesar 1.308 ppm, 16.182 ppm dan 2.802


30

ppm. Kandungan Pb terendah pada air laut, sedimen dan kerang bulu berturut-

turut adalah sebesar 1.308 ppm, 27.657 ppm dan 1.5710 ppm. Kandungan logam

berat tersebut telah melampau ambang batas ketentuan yang ditetapkan oleh

WHO ataupun oleh POM No.03725/B/SK/VII/89 kelayakan bahan pangan dan

kehidupan diperairan. Hasil analisis Regresi menunjukkan adanya hubungan

antara kandungan logam berat Hg, Cd dan Pb pada sedimen dan air laut terhadap

kandungan logam berat Hg, Cd dan Pb pada kerang bulu. Hasil pengamatan

mikroanatomi insang menunjukkan adanya degenerasi pada insang kerang bulu

yang hidup di perairan pantai Lekok Pasuruan.

2. Endang Rochyatun, Edward Dan Abdul Rozak. 1999. Kandungan Logam

Berat Pb, Cd, Cu, Zn, Ni, Cr, Mn & Fe Dalam Air Laut Dan Sedimen Di Perairan

Kalimantan Timur. Rerata kadar Pb, Cd, Cu, Zn, Ni, Cr, Mn, dan Fe di lapisan

permukaan berturut-turut adalah 0,00517; 0,001; 0,0023; 0,00516; 0,00174;

0,0021; 0,001; 0,01524 ppm. Rerata kadar logam berat tersebut di lapisan dasar

berturut-turut adalah 0,00530; 0,001; 0,0022; 0,00357; 0,00168; 0,0022; 0,001;

0,00123 ppm. Sedangkan rerata kadar Pb, Cd, Cu, Zn, Ni, Cr, Mn, Fe dalam

sedimen berturut-turut adalah 7,942; 0,205; 8,017; 56,96; 25,608; 21,87; 345,783;

1023,566 ppm. Hasil tersebut memperlihatkan bahwa kadar semua logam berat

masih sesuai dengan Nilai Ambang Batas (NAB) yang ditetapkan oleh Kep-

02/MENKLH/I/1988 untuk kepentingan perikanan, selain itu ada indikasi bahwa

logam berat tersebut terakumulasi dalam sedimen. Di samping itu, juga diamati

parameter kualitas air yang lain yakni salinitas, oksigen terlarut dan tingkat


31

keasaman (pH), hasilnya menunjukkan terdapat korelasi antara kadar Cr dan

tingkat keasaman (pH).

3. Sudarwin. 2008. Analisis Spasial Pencemaran Logam Berat (Pb Dan Cd)

Pada Sedimen Aliran Sungai Dari Tempat Pembuangan Akhir (Tpa) Sampah

Jatibarang Semarang. Lindi mengandung bahan organik maupun anorganik yang

mengandung berbagai mineral dan logam seperti timbal (Pb) dan Kadmium (Cd).

Kandungan logam berat ini mengalir bersama lindi masuk ke dalam sistem

perairan dan mengalami proses sedimentasi di aliran Sungai Kreo. Hasil

penelitian dengan AAS diperoleh hasil kadar Pb pada outlet lindi sebesar 0,136

mg/lt, kadar Cd 0,09 mg/lt. Kadar Pb dalam sedimen pada jarak 150 m sebelum

outlet lindi 0,011 mg/kg, sedangkan kadar Cd = 0,000 mg/kg, jarak 10 m kadar Pb

= 2,319 mg/kg, Cd = 0,019 mg/kg, jarak 67 m kadar Pb = 1,425 mg/kg, Cd =

0,018 mg/kg, jarak 143 m kadar Pb = 2,195 mg/kg, Cd = 0,019 mg/kg, jarak 225

m kadar Pb = 1,546 mg/kg, Cd = 0,012 mg/kg, jarak 282 m kadar Pb = 1,401

mg/kg, Cd = 0,009 mg/kg, jarak 365 meter kadar Pb = 1,079 mg/kg, Cd = 0,008

mg/kg, jarak 462 m kadar Pb = 0,728 mg/kg, Cd = 0,006 mg/kg, jarak 520 m

kadar Pb = 0,961 mg/kg, Cd = 0,008 mg/kg, jarak 580 m kadar Pb = 0,604 mg/kg,

Cd = 0,005 mg/kg. Hasil analisa dengan Uji Beda (T – Test) menunjukkan ada

beda antara kadar Pb pada lindi dan kadar Pb pada sedimen (p = 0,0001), ada beda

kadar Cd pada lindi dan kadar Cd pada sedimen (p = 0,0001) dan pada uji regresi

ada hubungan antara jarak outlet lindi dengan kadar Pb pada sedimen (p = 0,0001

dan r2 = 0,932) dan kadar Cd pada sedimen (p = 0,0001 dan r2 = 0,907). Hasil

analisis spasial kelas pencemaran tinggi Pb dan Cd (total) pada sedimen aliran


32

Sungai Kreo terjadi mulai dari jarak 0 m sampai dengan jarak 143 m dari outlet

lindi. Kelas sedang dimulai dari jarak 143 m sampai dengan jarak 365 m. Kelas

rendah dimulai dari jarak 365 m sampai dengan jarak 580 m sepanjang aliran

Sungai Kreo. Perlu pengolahan lindi sebelum lindi masuk ke aliran Sungai Kreo

dan monitor secara rutin kadar logam berat (Pb dan Cd) pada aliran Sungai K

J. Kerangka Pemikiran

Diagram 1.2 Kerangka Pemikiran


33

K. Hipotesa Penelitian

1. Faktor aktivitas manusia merupakan faktor yang paling berpengaruh terhadap

pencemaran logam berat Cd, Pb, dan Fe di muara Sungai Serayu Kabupaten

Cilacap.

2. Kadar pencemaran logam berat Cd, Pb, dan Fe di muara Sungai Serayu

Kabupaten Cilacap sudah melebihi batas ambang baku mutu kualitas air.


bab ii tinjauan pustaka a. profil sungairepository.ump.ac.id/6902/3/bab ii.pdfdimana air banjir akan...

Documents