logam

TINJAUAN PUSTAKA

Logam Berat

Logam berat adalah unsur logam yang mempunyai massa jenis lebih besar

dari 5 g/cm3

Logam berat ialah unsur logam dengan berat molekul tinggi. Dalam kadar

rendah logam berat pada umumnya sudah beracun bagi tumbuhan dan hewan,

termasuk manusia. Termasuk logam berat yang sering mencemari habitat ialah

Hg, Cr, Cd, As, dan Pb (Am.geol. Inst., 1976).

, antara lain Cd, Hg, Pb, Zn, dan Ni. Logam berat Cd, Hg, dan Pb

dinamakan sebagai logam non esensial dan pada tingkat tertentu menjadi logam

beracun bagi makhluk hidup (Subowo dkk, 1999).

Logam berat merupakan komponen alami tanah. Elemen ini tidak dapat

didegradasi maupun dihancurkan. Logam berat dapat masuk ke dalam tubuh

manusia melalui makanan, air minum, atau udara. Logam berat seperti tembaga,

selenium, atau seng dibutuhkan tubuh manusia untuk membantu kinerja

metabolisme tubuh. Akan tetapi, dapat berpotensi menjadi racun jika konsentrasi

dalam tubuh berlebih. Logam berat menjadi berbahaya disebabkan sistem

bioakumulasi, yaitu peningkatan konsentrasi unsur kimia didalam tubuh mahluk

hidup (Anonimous, 2008).

Menurut Darmono (1995), faktor yang menyebabkan logam berat

termasuk dalam kelompok zat pencemar adalah karena adanya sifat-sifat logam

berat yang tidak dapat terurai (non degradable) dan mudah diabsorbsi.

Organisme pertama yang terpengaruh akibat penambahan polutan logam

berat ke tanah atau habitat lainnya adalah organisme dan tanaman yang tumbuh

Universitas Sumatera Utara

ditanah atau habitat tersebut. Dalam ekosistem alam terdapat interaksi antar

organisme baik interaksi positif maupun negatif yang menggambarkan bentuk

transfer energi antar populasi dalam komunitas tersebut. Dengan demikian

pengaruh logam berat tersebut pada akhirnya akan sampai pada hierarki rantai

makanan tertinggi yaitu manusia. Logam-logam berat diketahui dapat mengumpul

didalam tubuh suatu organisme dan tetap tinggal dalam tubuh untuk jangka waktu

lama sebagai racun yang terakumulasi (Saeni, 1997).

Pemasok logam berat dalam tanah pertanian antara lain bahan agrokimia

(pupuk dan pestisida), asap kendaraan bermotor, bahan bakar minyak, pupuk

organik, buangan limbah rumah tangga, industri, dan pertambangan

(Alloway, 1990).

Tabel 1. Kisaran umum konsentrasi Logam Berat Pada Pupuk, Pupuk Kandang, Kapur, dan Kompos (mg/kg).

Unsur Pupuk Fosfat

Pupuk Nitrat

Pupuk Kandang Kapur Kompos

B 5 – 115 - 0.3 – 0.6 10 - Cd 0.1 – 170 0.05 – 8.5 0.1 – 0.8 0.04 – 0.1 0.01 – 100 Co 1 – 12 5.4 – 12 0.3 – 24 0.4 – 3 - Cr 66 – 245 3.2 – 19 1.1 – 55 10 – 15 1.8 – 410 Cu 1 – 300 - 2 – 172 2 – 125 13 – 3580 Hg 0.01 – 1.2 0.3 – 2.9 0.01 – 0.36 0.05 0.09 – 21 Mn 40 – 2000 - 30 – 69 40 – 1200 - Mo 0.1 – 60 1 – 7 0.05 – 3 0.1 – 15 - Ni 7 – 38 7 – 34 2.1 – 30 10 – 20 0.9 – 279 Pb 7 – 225 2 – 27 1.1 – 27 20 – 1250 1.3 – 2240 Sb < 100 - - - - Se 0.5 - 2.4 0.08 – 0.01 - U 30 – 300 - - - - V 2 – 1600 - - 20 - Zn 50 – 1450 1 – 42 15 - 566 10 - 450 82 – 5894

Sumber : Alloway 1995


Soepardi (1983) dalam Brachia, 2009 menyatakan kisaran logam berat

timbal (Pb) sebagai pencemar dalam tanah adalah 2-200 ppm dan kisaran logam

berat timbal (Pb) dalam tanaman adalah 0.1-10 ppm.

Tabel 2. Kisaran Logam Berat Sebagai Pencemar Dalam Tanah dan Tanaman

Unsur Kisaran Kadar Logam Berat Tanah Tanaman

ppm As 0,1-40 0,1-5 B 2-100 30-75 F 30-300 2-20 Cd 0,1-7 0,2-0,8 Mn 100-4000 15-200 Ni 10-1000 1 Zn 10-300 15-200 Cu 2-100 4 -15 Pb 2-200 0,1-10

Sumber : Soepardi (1983) dalam Brachia, 2009.

Babich dan Stotzky (1978) mengemukakan bahwa berbagai faktor

lingkungan berpengaruh terhadap logam berat yaitu keasaman tanah, bahan

organik, suhu, tekstur, mineral liat, kadar unsur lain dan lain-lain. pH adalah

faktor penting yang menentukan transformasi logam. Penurunan pH secara umum

meningkatkan ketersediaan logam berat kecuali Mo dan Se

(Klein dan Trayer, 1995).

Reaksi tanah (pH) berperan dalam mengontrol sifat-sifat kimia logam dan

proses lainnya didalam tanah. Tingkat ketersediaan logam berat tergantung pada

pH lingkungan dimana logam tersebut berada. Pada pH rendah ketersediaan

beberapa logam berat meningkat (Taberima, 2004).

Terserapnya logam berat timbal (Pb) dan kadnium (Cd) ke tanaman di

pengaruhi oleh pH tanah yang rendah dan KTK tanah yang rendah.


Supardi (1983) dalam Charlena (2004) menjelaskan bahwa Pb dan Cd tidak akan

larut ke dalam tanah jika tanah tidak terlalu masam.

Bahan organik (BO) adalah salah satu komponen terpenting didalam

tanah. Berperan dalam perkembangan struktur tanah dan mengatur perpindahan

polutan dan bahan pencemar didalam tanah, dan berperan penting didalam siklus

perputaran serta penyimpanan hara dan air (Taberima, 2004). Senyawa humat

juga berperan dalam membentuk ikatan kompleks dengan logam-logam. Adanya

pembentukan kompleks mempengaruhi kereaktifan dan efek toksik dari logam

(Matagi et al., 1998)

Logam Berat Timbal (Pb)

Penyebaran logam timbal di bumi sangat sedikit. Jumlah timbal yang

terdapat diseluruh lapisan bumi hanyalah 0,0002 % dari jumlah seluruh kerak

bumi. Jumlah ini sangat sedikit jika dibandingkan dengan jumlah kandungan

logam berat lainnya yang ada di bumi (Palar, 2008). 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 (Darmono, 2001).

Timbal adalah logam lunak kebiruan atau kelabu keperakan yang lazim

terdapat dalam kandungan endapan sulfit yang tercampur mineral-mineral lain

terutama seng dan tembaga. Penggunaan Pb terbesar adalah dalam industri baterai

kendaraan bermotor seperti timbal metalik dan komponen-komponennya. Timbal

digunakan pada bensin untuk kendaraan, cat dan pestisida. Pencemaran Pb dapat

terjadi di udara, air, maupun tanah. Pencemaran Pb merupakan masalah utama,


tanah dan debu sekitar jalan raya pada umumnya telah tercemar bensin bertimbal

selama bertahun-tahun (Sunu, 2001).

Sifat-sifat khusus logam Pb, yaitu :

a) Merupakan logam yang lunak, sehingga dapat dipotong dengan

menggunakan pisau atau dengan tangan dan dapat di bentuk dengan

mudah.

b) Merupakan logam yang tahan terhadap peristiwa korosi atau karat

sehingga logam Pb dapat digunakan sebagai bahan coating.

c) Mempunyai kerapatan yang lebih besar dibandingkan dengan logam-

logam biasa kecuali emas dan merkuri.

d) Mempunyai titik lebur yang rendah, 327,5 o

e) Merupakan penghantar listrik yang tidak baik.

C

(www.diskusiskripsi.com, 2010).

Timbal sebagian besar diakumulasi oleh organ tanaman, yaitu daun,

batang dan akar, dan akar umbi-umbian (bawang merah). Perpindahan Pb dari

tanah ke tanaman tergantung komposisi dan pH tanah, serta KTK. Konsentrasi

timbal yang tertinggi (100-1000 mg/kg) akan mengakibatkan pengaruh toksik

pada proses fotosintesa dan pertumbuhan. Timbal hanya mempengaruhi tanaman

bila konsentrasi tinggi (anonimous, 1998). Tanaman dapat menyerap logam Pb

pada saat kondisi kesuburan tanah, kandungan bahan organik, serta KTK tanah

rendah. Pada keadaan ini logam berat Pb akan terlepas dari ikatan tanah dan

berupa ion yang bergerak bebas pada larutan tanah. Jika logam lain tidak mampu

menghambat keberadaannya, maka akan terjadi serapan Pb oleh akar tanaman

(Charlena, 2004).


Menurut Badan Standardisasi Nasional yaitu SNI (Standar Nasional

Indonesia) tentang batas maksimum cemaran logam berat dalam pangan

(ICS 67.220.20) pada tahun 2009 menyatakan bahwa batas maksimum kandungan

logam berat timbal (Pb) pada buah dan sayur serta hasil olahnya adalah 0.5 mg/kg.

Peraturan Badan Pengawas Obat dan Makanan Republik Indonesia Nomor

HK.00.06.1.52.4011 tentang penetapan batas maksimum cemaran mikroba dan

kimia dalam makanan yang ditetapkan di Jakarta pada tanggal 28 Oktober 2009

juga menyatakan bahwa batas maksimum kandungan logam berat timbal (Pb)

dalam buah olahan dan sayur olahan adalah 0.5 ppm atau mg/kg.

Timbal adalah racun bagi lingkungan dan kesehatan masyarakat global.

Penyebab terjadinya keracunan timbal bersifat lokal, bervariasi dalam komunitas

dan negara yang berbeda. Penelitian menunjukkan bahwa timbal yang banyak

terserap oleh anak, walaupun dalam jumlah kecil, dapat menyebabkan gangguan

pada fase awal pertumbuhan fisik dan mental yang kemudian berakibat pada

fungsi kecerdasan dan kemampuan akademik (www.diskusiskripsi.com, 2010).

Dalam jangka lama Pb terakumulasi pada gigi, gusi dan tulang. Jika

konsentrasi Pb meningkat, akan terjadi anemia dan kerusakan fungsi otak serta

kegagalan fungsi ginjal (www.diskusiskripsi.com, 2010).

Keracunan Pb pada orang dewasa ditandai dengan gejala seperti pucat,

sakit dan kelumpuhan. Bila pada keracunan kronik, awalnya tidak menyebabkan

gangguan kesehatan yang tampak, tetapi semakin lama efek toksik itu menumpuk

hingga akhirnya terjadi gejala keracunan. Keracunan timbal kronik ditandai

dengan depresi, sakit kepala, sulit berkonsentrasi, daya ingat terganggu dan sulit

tidur. Sedangkan keracunan akut dapat terjadi bila timbal yang masuk kedalam


http://www.diskusiskripsi.com/�


tubuh seseorang lewat makanan atau menghirup uap timbal dalam waktu yang

relatif pendek dengan dosis atau kadar yang relatif tinggi. Gejala yang timbul

berupa mual, muntah, sakit perut hebat, kelainan fungsi otak, anemia berat,

kerusakan ginjal, bahkan kematian. Pada perempuan yang sedang hamil, timbal

yang tertimbun dalam tulang akan masuk ke janin dan asupan timbal dapat

menyebabkan keguguran. Kadar timbal dalam ASI (Air Susu Ibu) dari ibu-ibu

yang bertempat tinggal di kota-kota jauh lebih tinggi dibandingkan dengan ASI

dari ibu-ibu yang bertempat tinggal di pedesaan. Yakni masing-masing

1-30 mikrogram per kilogram dan 1-2 mikrogram per kilogram

(www.diskusiskripsi.com, 2000).

Tanaman Kangkung

Kedudukan tanaman kangkung dalam tatanama (sistematika) tumbuhan

diklasifikasikan kedalam :

Divisio : Spermatophyta

Sub-divisio : Angiospermae

Kelas : Dicotyledoneae

Famili : Convolvulaceae

Genus : Ipomoea

Spesies : Ipomea aquatica Forsk (Kangkung air),

Ipomea reptans Poir (Kangkung darat)

(Rukmana, 1994).

Bagian tanaman kangkung yang paling penting adalah batang muda dan

pucuk-pucuknya sebagai bahan sayur-mayur. Berbagai jenis masakan yang dapat



diolah dari bahan baku kangkung adalah: pencampur lotek, pecel, sayur tumis,

lalap masak, oseng-oseng, cah, asam-asam, semur, sayur bening, sayur asam,

sayur bobor, sayur podomoro, setup, dan pelecing kangkung (Rukmana, 1994).

Kandungan gizi dalam sayuran kangkung dapat disimak pada Tabel 3.

Tabel 3. Kandungan gizi dalam tiap 100 gram sayuran kangkung segar.

Komposisi gizi Banyaknya Kandungan Gizi (1) (2)

Kalori Protein Lemak Karbohidrat Serat Kalsium Fosfor Zat besi Natrium Kalium Vitamin A Vitamin B1 Vitamin B2 Vitamin C Niacin Air

30,00 cal 3, 90 gr 0,60 gr 4,40 gr 1,40 gr

71,00 mg 67,00 mg 3,20 mg

49,00 mg 458,00 mg

4825,00 S.I 0,09 mg 0,24 mg

59,00 mg 1,30 mg

-

29,00 kal 3,00 gr 0,30 gr 5,40 gr

- 73,00 mg 50,00 mg 2,50 mg

- -

6300,00 mg 0,07 mg

- 32,00 mg

- 89,70 mg

Sumber : 1. Food and Nutrition Center Hand-book No.1, Manila, (1964). 2. Direktorat Gizi Depkes R.I. (1981).

Jenis kangkung yang sudah umum dibudidayakan terdiri dari dua macam,

yaitu:

1. Kangkung air (I. aquatica Forsk)

Ciri-cirinya: bentuk daun panjang dengan ujung agak tumpul, berwarna hijau-

kelam, dan bunganya berwarna putih kekuning-kuningan atau kemerah-

merahan.

2. Kangkung darat (I. reptans Poir)

Ciri-cirinya: bentuk daun panjang dengan ujung meruncing, berwarna keputih-

putihan, dan bunganya berwarna putih.


(Rukmana, 1994)

Gambar 1. Kangkung air (I. aquatica Forsk) asal desa Tanjung Rejo, kecamatan Sunggal kota Medan.

Keterangan : titik-titik pengambilan sampel tanah yang selanjutnya akan dikompositkan untuk dianalisis di Laboratorium Riset dan Teknologi, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan.


Gambar 2. Kangkung darat (I. reptans Poir) asal desa Titi Papan, kecamatan Medan Deli kota Medan.

Keterangan : titik-titik pengambilan sampel tanah yang selanjutnya akan dikompositkan untuk dianalisis di Laboratorium Riset dan Teknologi, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan.

Syarat Tumbuh Tanaman Kangkung

Kangkung mempunyai daya adaptasi cukup luas terhadap kondisi iklim di

daerah tropis, sehingga dapat ditanam (dikembangkan) diberbagai daerah atau

wilayah di Indonesia. Prasyarat tumbuh yang harus diperhatikan dalam

perencanaan budidaya kangkung antaralain jumlah curah hujan dan temperatur

udara. Jumlah curah hujan yang baik untuk pertumbuhan tanaman kangkung

berkisar antara 500-5.000 mm per tahun, sedangkan temperatur udara dipengaruhi

oleh ketinggian tempat. Setiap naik 100 meter tinggi tempat, maka temperatur

udara turun 1 oC. Di permukaan laut temperatur rata-rata sekitar 28 oC dan di


dataran tinggi (pegunungan) ± 2.000 meter dari permukaan laut (dpl) sekitar

18 o

C (Rukmana, 1994).

Mekanisme Penyerapan Logam Berat Pada Tumbuhan

Tumbuhan memiliki kemampuan untuk menyerap ion-ion dari

lingkungannya kedalam tubuh melalui membran sel. Dua sifat penyerapan ion

oleh tumbuhan adalah (1) faktor konsentrasi, yaitu kemampuan tumbuhan dalam

mengakumulasi ion sampai tingkat konsentrasi tertentu, bahkan dapat mencapai

beberapa tingkat lebih besar dari konsentrasi ion didalam mediumnya; dan

(2) perbedaan kuantitatif akan kebutuhan hara yang berbeda pada tiap jenis

tumbuhan (Fitter dan Hay, 1991).

Logam berat terserap kedalam jaringan tanaman melalui akar, yang

selanjutnya akan masuk kedalam siklus rantai makanan (Alloway, 1990). Logam

akan terakumulasi pada jaringan tubuh dan dapat menimbulkan keracunan bagi

manusia, hewan, dan tumbuhan apabila melebihi batas toleransi.

Proses absorpsi racun, termasuk logam berat menurut Soemirat (2003)

dapat terjadi lewat beberapa bagian tumbuhan, yaitu : (1) akar, terutama untuk zat

anorganik dan zat hidrofilik; (2) daun, bagi zat yang lipofilik; dan (3) stomata

untuk memasukkan gas. Adapun proses absorpsinya sendiri terjadi seperti pada

hewan dengan berbagai mekanisme difusi, hanya istilah yang digunakan berbeda,

yakni translokasi. Transpor ini terjadi dari sel ke sel menuju jaringan vaskuler

agar dapat didistribusikan keseluruh bagian tumbuhan. Difusi katalitis terjadi

dengan ikatan benang sitoplasma yang disebut dengan plasmadesmata. Misalnya


transpor zat hara dari akar ke daun dan sebaliknya transpor makanan atau hidrat

karbon dari daun ke akar.

Sel-sel akar tumbuhan umumnya mengandung konsentrasi ion yang lebih

tinggi daripada medium disekitarnya (Fitter dan Hay, 1991). Beraneka ragam

unsur dapat ditemukan didalam tubuh tumbuhan, tetapi tidak berarti bahwa

seluruh unsur-unsur tersebut dibutuhkan tumbuhan untuk kelangsungan hidupnya.

Unsur hara dapat kontak dengan permukaan akar melalui 3 cara, yakni : 1) secara

difusi dalam larutan tanah; 2) secara pasif oleh aliran tanah, dan 3) akar tumbuh

kearah posisi hara dalam matrik tanah. Serapan hara oleh akar dapat bersifat

akumulatif, selektif, satu arah (unit directional), dan tidak dapat jenuh.

Penyerapan hara dalam waktu yang lama menyebabkan konsentrasi hara dalam sel

jauh lebih tinggi, ini disebut sebagai akumulasi hara (Lakitan, 2001).

Menurut Eddy (2010) kangkung merupakan salah satu tanaman yang

memiliki kemampuan yang disebut dengan hiperakumulator, yaitu relatif tahan

terhadap berbagai macam bahan pencemar dan mengakumulasikannya dalam

jaringan dengan jumlah yang cukup besar. Salah satu bahan pencemar tersebut

adalah timbal (Pb). Tanaman kangkung mampu mentranslokasikan bahan

pencemar timbal (Pb) dengan konsentrasi sangat tinggi ke pucuk tanpa membuat

tanaman tumbuh dengan tidak normal dalam arti kata tidak kerdil dan tidak

mengalami fitotoksisitas.


logam

Documents