BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Pesatnya laju pembangunan, terutama di bidang industri, transportasi dan

ditambah dengan kegiatan manusia di bidang intensifikasi pertanian maupun

perikanan telah menimbulkan dampak nyata berupa meningkatnya jumlah

buangan/limbah yang selanjutnya akan menyebabkan pencemaran air, tanah, dan

udara. Selain itu, dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi saat

ini memungkinkan manusia memanfaatkan berbagai jenis bahan kimia termasuk

logam berat untuk memenuhi kebutuhan hidupnya. Beberapa dari sekian banyak

logam berat tersebut adalah Kadmium (Cd) dan Tembaga (Cu).

Logam berat adalah unsur – unsur kimia dengan bobot jenis lebih besar dari

5 gr/cm3, terletak di sudut kanan bawah sistem periodik, mempunyai afinitas yang

tinggi terhadap unsur S dan biasanya bernomor atom 22 sampai 92 dari perioda 4

sampai 7. Sebagian logam berat seperti kadmium (Cd) dan tembaga (Cu)

merupakan zat pencemar yang berbahaya. Logam berat masih termasuk golongan

logam – logam dengan kriteria – kriteria yang sama dengan logam – logam yang

lain. Perbedaannya terletak dari pengaruh yang dihasilkan bila logam berat ini

berikatan dan atau masuk kedalam tubuh organisme hidup. Sebagai contoh, bila

logam beracun yang dipentingkan seperti tembaga (Cu), bila dimasukkan ke

dalam tubuh dalam jumlah yang berlebihan akan menimbulkan pengaruh –

pengaruh buruk terhadap fungsi fisiologis tubuh.

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 hati dan ginjal. Tidak hanya logam kadmium (Cd), logam tembaga

(Cu) merupakan mikroelemen esensial untuk semua tanaman dan hewan,

1

termasuk manusia. Logam Cu diperlukan oleh berbagai sistem enzim di dalam

tubuh manusia. Oleh karena itu, Cu harus selalu ada di dalam makanan. Yang

perlu diperhatikan adalah menjaga agar kadar Cu di dalam tubuh tidak kekurangan

dan juga tidak berlebihan. Kebutuhan tubuh per hari akan Cu adalah 0,05 mg/kg

berat badan. Pada kadar tersebut tidak terjadi akumulasi Cu pada tubuh manusia

normal. Konsumsi Cu dalam jumlah yang besar dapat menyebabkan gejala-gejala

yang akut. Logam Cu yang digunakan di pabrik biasanya berbentuk organik dan

anorganik. Logam tersebut digunakan di pabrik yang memproduksi alat-alat

listrik, gelas, dan zat warna yang biasanya bercampur dengan logam lain seperti

alloi dengan Ag, Cd, Sn, dan Zn. Garam Cu banyak digunakan dalam bidang

pertanian, misalnya sebagai larutan “Bordeaux” yang mengandung 1-3% CuSO4

untuk membasmi jamur pada sayur dan tumbuhan buah. Senyawa CuSO4 juga

sering digunakan untuk membasmi siput sebagai inang dari parasit, cacing, dan

juga mengobati penyakit kuku pada domba. Nah, ketika logam – logam berat

tersebut berada di lingkungan banyak interaksi logam – logam tersebut,

penyebarannya di lingkungan serta dampaknya terhadap lingkungan hidup

manusia.

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana sifat fisik dan sifat kimia logam berat Kadmium (Cd) dan

Tembaga (Cu) ?

2. Darimanakah sumber atau penyebaran logam berat Kadmium (Cd) dan

Tembaga (Cu) pada lingkungan ?

3. Apa peranan logam berat kadmium (Cd) dan tembaga (Cu) dalam

kehidupan ?

4. Apa dampak dari logam berat Kadmiun ( Cd ) dan tembaga ( Cu ) dalam

kehidupan ?

5. Apa saja contoh kasus yang melibatkan pencemaran logam berat kadmium

(Cd) dan tembaga (Cu) ?

2

1.3 Tujuan

Penulisan makalah ini bertujuan untuk :

1. Untuk mengetahui sifat fisik dan sifat kimia dari logam berat kadmium

(Cd) dan tembaga (Cu)

2. Untuk mengetahui sumber dan keberadaan logam berat kadmium (Cd) dan

tembaga (Cu) di lingkungan baik di air, tanah, tanaman, dan tubuh

manusia.

3. Untuk mengetahui pengaruh logam berat kadmium (Cd) dan tembaga

(Cu) dalam kehidupan manusia

4. Untuk mengetahui kuantitas logam berat kadmium (Cd) dan tembaga (Cu)

yang diperbolehkan masuk kedalam tubuh berdasarkan ADI dan WHO

5. Untuk melihat dan menganalisa contoh kasus yang melibatkan

pencemaran logam berat kadmium (Cd) dan tembaga (Cu)

1.4 Manfaat

Penulisan makalah ini dapat bermanfaat baik secara teoritis maupun secara

praktis Secara teoritis, penulisan ini dapat memperkaya khasanah keilmuan kimia

logam berat. Secara praktis, penulisan ini dapat memberikan penjelasan dan

pemaparan tentang logam berat kadmium (Cd) dan tembaga (Cu) secara spesifik

dan detail. Selain itu, penulisan ini dapat memberikan pengetahuan bagaimana

logam berat kadmium (Cd) dan tembaga (Cu) masuk kedalam lingkungan, baik di

udara, tanah, air, dan tanaman serta pengaruhnya terhadap tubuh manusia

(toksikologi).

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sifat Fisik dan Sifat Kimia Logam Berat Kadmium (Cd) dan Tembaga

(Cu)

Sifat fisik adalah sifat suatu zat yang dapat diamati tanpa mengubah zat –

zat penyusun materi tersebut. Sifat fisik antara lain wujud zat, warna, bau, titik

leleh, titik didih, massa jenis, kekerasan, kelarutan, kemagnetan, dan kekentalan.

Sedangkan yang dimaksud sifat kimia adalah ciri – ciri suatu zat yang

berhubungan dengan terbentuknya zat baru. Contoh sifat kimia antara lain mudah

terbakar, mudah busuk, mudah meledak, beracun, berkarat (korosif).

A. Sifat Fisik dan Sifat Kimia Kadmium (Cd)

Kadmium merupakan logam yang lunak atau ductile berwarna putih

seperti putih perak dan memiliki titik lebur yang rendah, titik leleh 321oC, titik

didih 767oC dan memiliki masa jenis 8,65 g/cm3. Logam ini akan kehilangan

kilapnya bila berada dalam udara yang basah atau lembab serta akan cepat

mengalami kerusakan bila dikenai oleh uap amonia (NH3) dan sulfur hidroksida

(SO). Sedangkan berdasarkan sifat – sifat kimianya, logam Cd di dalam

persenyawaan yang dibentuknya pada umumnya mempunyai bilangan valensi +1

bila dimasukkan kedalam 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 terhidrasi yang

berwarna putih. Artinya, logam kadmium tidak larut dalam basa. Didalam udara

terbuka, logam Cd jika dipanaskan akan membentuk asap coklat CdO, serta logam

Cd bereaksi dengan halogen dan nonlogam seperti S,Se,dan P.

B. Sifat Fisik dan Sifat Kimia Tembaga (Cu)

Tembaga (Cu) secara fisik berwarna kuning dan apabila dilihat dengan

menggunakan mikroskop bijih akan berwarna pink kecoklatan sampai keabuan.

Tembaga merupakan logam yang mudah ditempa (liat) dan bersifat elastis

4

sehingga mudah dibentuk menjadi pipa, lembaran tipis, dan kawat. Selain itu,

tembaga merupaka konduktor panas dan listrik yang baik kedua setelah perak,

mempunyai titik didih 2301 K dan 1083 K. Sedangkan berdasarkan sifat- sifat

kimianya, tembaga merupakan unsur yang relatif tidak reaktif sehingga tahan

terhadap korosi. Pada udara yang lembab permukaan tembaga ditutupi oleh suatu

lapisan yang berwarna hijau yang menarik dari tembaga karbonat basa,

CuOH2CO3. Pada kondisi yang istimewa, yakni pada suhu sekitar 300 K tembaga

dapat bereaksi dengan oksigen membentuk CuO yang berwarna hitam. Sedangkan

pada suhu yang lebih tinggi, yakni sekitar 1000 akan terbentuk tembaga (I) oksida

(Cu2O) yang berwarna merah. Logam Cu dan beberapa bentuk persenyawaan

seperti CuO3, Cu(OH)2, dan Cu(CN)2, tidak dapat larut dalam air dingin atau air

panas dapat tetapi dapat dilarutkan dengan asam.

2.1 Sumber Logam Berat Kadmium (Cd) dan Tembaga (Cu)

Logam berasal dari kerak bumi yang berupa bahan – bahan murni,

organik, dan anorganik. Logam merupakan bahan pertama yang dikenal oleh

manusia dan digunakan sebagai alat – alat yang berperanan penting dalam sejarah

peradaban manusia. Logam mula – mula diambil dari pertambangan di bawah

tanah (kerak bumi), yang kemudian dicairkan dan dimurnikan dalam pabrik

menjadi logam – logam murni. Logam kemudian dibentuk sesuai dengan yang

dikehendaki misalnya, sebagai perhiasan (emas, perak), peralatan pertanian (besi)

dan bahkan logam jenis tertentu dalam ukuran yang sangat kecil dapat digunakan

sebagai bahan pengganti energi minyak (uranium). Dalam proses pemurnian

logam tersebut yaitu dari pencairan sampai menjadi logam, sebagian darinya

terbuang ke dalam lingkungan. Secara alami siklus perputaran logam adalah dari

kerak bumi kemudian ke lapisan tanah, kemudian ke makhluk hidup (tanaman,

hewan dan manusia), ke dalam air, mengendap dan akhirnya kembali ke kerak

bumi. Logam itu sendiri dalam kerak bumi dibagi menjadi logam makro dan

logam mikro, dimana logam makro ditemukan lebih dari 1.000 mg/kg dan logam

mikro jumlahnya kurang dari 500 mg/kg (Tabel 1.1).

5

Tabel 1.1 Logam - logam Makro dan Mikro yang Ditemukan dalam Kerak Bumi

Kelompok Logam Simbol Jumlah (mg/kg)

Makro Aluminium Al 81.300Besi Fe 50.000Kalsium* Ca 36.300Natrium* Na 28.300Kalium* K 25.900Magnesium* Mg 20.900Mangan Mn 1.000

Mikro Barium Ba 425Nikel Ni 75Seng Zn 70Tembaga Cu 55Plumbum Pb 12,5Uranium U 2,7Timah putih Sn 2Kadmium Cd 0,2Merkuri Hg 0,08Perak Ag 0,07Emas Au 0,004

*Logam Ringan

Sumber : Darmono (1995)

Kandungan alamiah logam pada lingkungan dapat berubah - ubah

tergantung pada kadar pencemaran oleh ulah manusia atau perubahan alam,

seperti erosi. Walaupun begitu, ternyata kandungan logam dalam lingkungan oleh

pengaruh pertambangan masih lebih besar daripada akibat erosi (Tabel 1.2)

Kandungan logam berat dapat meningkat bila limbah perkotaan, pertambangan,

pertanian, dan perindustrian, yang banyak mengandung logam berat masuk ke

lingkungan. Sumber logam berat dapat masuk kedalam lingkungan dapat melalui

tanah, air, dan tanaman bahkan di dalam tubuh manusia.

6

Tabel 1.2 Jumlah Logam yang Mencemari Lingkungan oleh Pengaruh Erosi dan Pertambangan

LogamDalam Metrik Ton

Rasio tambang/erosiErosi Tambang

Pb 180 2.330 13

Hg 3 7 2,3

Cu 375 4.660 12Zn 370 3.930 11Ni 300 358 1,2Ag 5 7 1,4Mn 440 1.600 3,6Mo 13 57 4,4Sn 2 166 83

Sumber : Darmono (1995)

Logam kadmium (Cd) adalah salah satu logam yang dikelompokkan dalam

jenis logam berat non-esensial. Logam ini jumlahnya relatif kecil, tetapi dapat

meningkat jumlahnya dalam lingkungan karena proses pembuangan sampah

industri maupun penggunaan minyak sebagai bahan bakar. Di samping itu, daerah

pertambangan seperti pertambangan seng (Zn), timbal (Pb) maupun tembaga (Cu)

selalu mengandung kadmium sebagai bahan sampingan. Baik kadmium maupun

seng mempunyai daya gabung yang tinggi terhadap sulfur (S), sehingga sumber

kadmium dan seng yang paling utama adalah mineral sulfida, dimana kandungan

kadmium dalam mineral tersebut dapat mencapai 5%.

A. Logam berat kadmium (Cd) dan tembaga (Cu) di tanah

Pencemaran logam berat pada tanah daratan sangat erat hubungannya

dengan pencemaran udara dan air. Partikel logam berat yang beterbangan di udara

akan terbawa oleh air hujan yang membasahi tanah sehingga timbul pencemaran

tanah. Pada umumnya kandungan logam berat secara ilmiah sangat rendah di

dalam tanah, kecuali tanah tersebut merupakan daerah pertambangan atau tanah

tersebut sudah tercemar.

7

Tabel 1.3 Kandungan Logam Berat dalam Tanah Secara Alamiah dalam ug/g

LogamKandungan (rata-

rata)Kisaran non polusi

As 100 5-3.000Co 8 1-40Cu 20 2-300Pb 10 2-200Zn 50 10-300Cd 0,06 0,05-0,7Hg 0,03 0,01-0,3

Pencemaran logam berat pada tanah daratan sangat erat hubungannya

Logam berat kadmium (Cd) dapat masuk dalam lingkungan, antara lain

dapat disebabkan karena :

1. Pelapukan batuan yang mengandung logam berat.

2.  Penggunaan bahan alami untuk pupuk.

3. Pembuangan sisa limbah pabrik dan sampah.

Kandungan kadmium (Cd) dalam tanah tergantung dari batuan induk, cara

terbentuknya tanah dan translokasi logam berat di tanah. Jumlah Cd normal di

tanah kurang dari 1 μg Kg-1 dan tertinggi 1700 μg Kg-1, yaitu pada tanah yang

diambil dari pertambangan seng. Kegiatan pemupukan fosfat alam dan pupuk

kandang juga merupakan sumber pencemar Cd di lahan pertanian. Kadmium yang

terakumulasi di dalam tanah merupakan sumber utama Cd yang diserap

tumbuhan. Pemupukan fosfat dan pupuk kandang memiliki kontribusi terhadap

peningkatan Cd pada lahan pertanian. Batuan fosfat mengandung Cd 10-980 mg

Kg-1 sehingga Cd di dalam pupuk fosfat bervariasi. Pupuk fosfat mengandung Cd

30-60 mg. Penggunaan pupuk fosfat secara terus-menerus akan menyumbang Cd

ke dalam tanah sebesar 2,0-7,2 g ha/tahun. Sedangkan Konsentrasi normal

komponen Cu di tanah berkisar 20 ppm dengan tingkat mobilitas sangat lambat

karena ikatan yang sangat kuat dengan material organik dan mineral tanah liat.

Kehadiran tembaga pada limbah industri biasanya dalam bentuk ion bivalen

Cu(II) sebagai hydrolytic product. Beberapa industri seperti pewarnaan, kertas,

8

minyak, industri pelapisan melepaskan sejumlah tembaga yang tidak diharapkan.

Tembaga dalam konsentrasi tinggi (22-750 mg/kg tanah kering) dijumpai pada

sedimen di laut Hongkong dan jumlah yang sama juga ditemui pada sejumlah

pelabuhan-pelabuhan di Inggris (R.O.Jenkins, 1998).

B. Logam berat kadmium (Cd) dan tembaga (Cu) di air

Logam dan mineral lainnya hampir selalu ditemukan dalam air tawar dan

air laut, walaupun jumlahnya sangat terbatas. Dalam kondisi normal, beberapa

macam logam baik logam ringan maupun logam berat jumlahnya sangat sedikit

dalam air. Beberapa logam itu bersifat esensial dan sangat dibutuhkan dalam

proses kehidupan, misalnya kalsium (Ca), fosfor (P), magnesium (Mg) yang

merupakan logam ringan berguna untuk pembentukan kutikula/sisik pada ikan

dan udang. Sedangkan tembaga (Cu), seng (Zn), mangan (Mn), merupakan logam

berat yang sangat bermanfaat dalam pembentukan haemosianin dalam sistem

darah dan enzimatik pada hewan air tersebut.

Dalam proses erosi alamiah, suatu kasus pencemaran kandungan logam

dapat naik dan dapat mengganggu kehidupan makhluk hidup yang ada di

dalamnya. Sekitar tahun 1970, beberapa persetujuan internasional dalam konvensi

di Oslo, London, Paris, Rhine, dan Barcelona mengumumkan bahwa suatu

pengontrolan terhadap pencemaran air oleh bahan kimia beracun (pestisida,logam

berat) perlu ditangani secara serius. Hal ini diumumkan dengan tujuan untuk

melindungi organisme air dari pengaruh buruk suatu perncemaran. Bahan – bahan

pencemar yang biasanya mencemari lingkungan telah dimasukkan dalam “daftar

hitam” berdasarkan beberapa kriteria, yaitu terdapat bahan yang selalu ada dalam

setiap proses pencemaran, mempunyai sifat toksik yang tinggi, dan mempunyai

sifat tertimbun dalam jaringan organisme air (bioakumulatif).

Beberapa macam logam biasanya dominan daripada logam lainnya. Dalam

air, hal ini sangat tergantung pada asal sumber air (air tanah dan air sungai).

Disamping itu, jenis air juga mempengaruhi kandungan logam di dalamnya (air

tawar, air payau, dan air laut). Air sungai di daerah hulu mungkin kandungan

logamnya akan berbeda dengan air sungai dekat muara. Hal ini disebabkan dalam

9

perjalanannya air tersebut mengalami beberapa kontaminasi, baik secara karena

erosi maupun pencemaran dari sepanjang tepi sungai. Kandungan logam air laut

juga berbeda-beda, seperti di daerah pantai, daerah dekat muara sungai, dan

daerah laut lepas. Biasanya,daerah pantai memiliki kandungan logam lebih tinggi

daripada daerah laut lepas.

Logam di dalam air, baik logam ringan maupun logam berat, jarang sekali

berbentuk atom tersendiri, tetapi biasanya terikat oleh senyawa lain sehingga

berbentuk molekul. Ikatan itu dapat berupa garam organik, seperti senyawa metil,

etil, fenil, maupun garam anorganik berupa oksida, klorida, sulfida, karbonat,

hidroksida, dan sebagainy. Bentuk ion dari garam tersebut biasanya banyak

ditemukan dalam air kemudian bersenyawa atau diserap dan tertimbun dalam

tanaman dan hewan air. Logam kemudian bersenyawa dengan bahan kimia

jaringan dan membentuk senyawa organik.

Logam – logam berat yang bersifat racun, seperti Hg, Cd, dan Pb yang

terdapat dalam air kebanyakan juga berbentuk ion. Kadmium (Cd) dalam air laut

berbentuk senyawa klorida (CdCl2), sedangkan dalam air tawar berbentuk

karbonat (CdCO3). Pada air payau, yang biasanya terdapat di muara sungai, kedua

senyawa tersebut jumlahnya berimbang. Kadar garam juga mempengaruhi

senyawa logam dalam air laut, sehingga terjadi suatu interaksi antara logam dan

logam, misalnya Ca dengan Cd. Logam berbahaya itu diserap oleh hewan air

melalui insang dan saluran pencernaan. Karena sifatnya yang toksik, logam ini

dapat mematikan. Jika hewan air tersebut tahan terhadap kandungan logam yang

tinggi, maka logam itu dapat tertimbun di dalam jaringannya, terutama hati dan

ginjal. Logam itu juga berikatan dengan protein sehingga disebut metalotioenin

yang bersifat agak permanen dan mempunyai waktu paruh cukup lama.

Kadmium lebih banyak masuk kedalam air karena kegiatan manusia

seperti perindustrian dimana limbah hasil dari pabrik tersebut dibuang langsung

kedalam perairan yang akan terakumulasi di dasar perairan yang membentuk

sedimen. Cd juga dapat masuk kedalam organisme yang hidup di air dimana Cd

dapat masuk melalui oral, inhalasi atau dermal. Cd yang masuk kedalam tubuh

suatu organisme contohnya seperti ikan, logam Cd akan terakumulasi pada ginjal

10

dan hati karena kedua organ tersebut sangat spesifik untuk melawan racun yang

masuk kedalam dalam tubuh.Secara alamiah, logam Cu masuk kedalam perairan

sebagai akibat peristiwa erosi dan dari udara yang terbawa oleh air hujan.

Sedangkan dari aktivitas manusia berasal dari limbah industri. Logam Cu

merupakan logam esensial yang bermafaat dalam pembentukan mosianin sistem

darah dan enzimatik bagi hewan air (Darmono 1995). Namun, keberadaanya yang

tinggi pada perairan dapat berakibat buruk bagi ikan, seperti menghambat oksidasi

asam laktat dalam insang. Konsentrasi Cu dalam badan air bila berada dalam

kisaran 2,5-3,0 ppm akan membunuh ikan yang ada didalamnya (Jackins et al

1970; bryan 1976; dan Reisch et.al 1979 diacu dalam Palar 2004). Apabila ikan

yang tercemar logam Cu dikonsumsi oleh manusia akan mengakibatkan pengaruh

buruk bagi kesehatan manusia itu sendiri.

C. Logam berat kadmium (Cd) dan tembaga (Cu) di Tanaman

Logam Cd kemungkinan dapat dibawa keseluruh bagian tanaman

biasanya akumulasi dapat ditemukan apada bagian akar karena akar merupakan

gerbang awal masuknya zat-zat kimia. Zat- zat yang akan masuk kedalam tubuh

tumbuhan akan terseleksi begitu juga dengan logam Cd. Apabila Cd yang

diperlukan hanya sedikit maka akan lebih banyak Cd yang terakumulasi dibagian

akar tumbuhan. Beberapa tanaman mempunyai kemampuan yang sangat tinggi

untuk menghilangkan berbagai pencemaran yang ada (multiple uptake

hyperaccumulator plant), dan memiliki kemampuan menghilangkan pencemaran

yang bersifat tunggal (specific uptake hyperaccumulator). Tanaman

hiperakumulator adalah spesis tanaman yang mampu mentranslokasikan pencemar

atau logam pencemar ke bagian pucuk tanaman lebih banyak daripada ke bagian

akar tanpa mengalami gejala toksisitas. Tanaman ini dapat mengakumulasi lebih

dari 10 ppm Hg, 100 ppm Cd, 1000 ppm Co, Cr, Cu, dan Pb, 10.000 ppm Ni dan

Zn (Aiyen, 2004; Baker, dkk,2000) Fenomena logam berat yang terkonsentrasi

dalam jaringan ditemukan terkait dengan peran protein pengikat logam. Fungsi

dari protein tersebut adalah mengikat logam, protein yang dapat mengikat logam

11

tersebut adalah metalotionin (cys-x-cys, x adalah asam amino selain sistein, biasa

disingkat dengan MT). Sebagian dari lahan pertanian yang ada sekarang ini

diperkirakan telah tercemar baik oleh bahan pencemar yang bersumber dari alam

maupun dari aktivitas manusia (antropogenik). Di antara kedua sumber ini, logam

berat yang bersumber dari kegiatan antropogenik lebih berbahaya dan mengancam

keselamatan lingkungan.Logam berat yang dihasilkan dapat dengan mudah

memasuki permukaan sistem tanah, dan berada pada bentuk yang tidak stabil

sehingga mudah larut dan dapat diserap oleh tanaman. Terdapat beberapa cara

untuk memulihkan kualitas lahan sawah yang tekontaminasi, salah satunya adalah

dengan cara fitoremediasi yaitu menggunakan tanaman hiperakumulator yang

mampu menyerap dan mengakumulasikan logam berat di dalam jaringan tanaman.

Beberapa tanaman yang dapat menurunkan kandungan logam berat dalam tanah

yaitu mendong, eceng gondok, purun tikus, dan sawi.Tanaman mendong mampu

menurunkan kadar logam berat Pb, Cd, dan Cu dalam tanah masing-masing

sebesar 6%, 31%, dan 26%. Penanaman eceng gondok pada lahan tercemar

limbah pabrik tekstil di Rancaekek, Bandung dapat menurunkan kadar Pb, Cd,

dan Cr pada tanah masing-masing sebesar 9%, 39%, dan 20%.Pada tanah

Inceptisol yang tercemar limbah tekstil di Karanganyar, penggunaan tanaman

purun tikus mampu menurunkan kadar Pb dalam tanah sebesar 96%, Cd sebesar

93%, dan Cu sebesar 4% setelah tanah terkontaminasi tersebut ditanami tanaman

purun tikus selama dua bulan.Tanaman sawi dapat menurunkan kadar Cd, Pb, dan

Cu dalam tanah masing-masing sebesar 21%, 96%, dan 20%. Hal ini perlu

mendapat perhatian jika tanaman sawi ditanam pada lahan yang tercemar logam

berat maka akumulasinya dalam jaringan tanaman akan tinggi.Tanaman konsumsi

lainnya yang responsif terhadap logam berat yaitu bayam dan kangkung. Oleh

karena itu budidaya tanaman tersebut perlu memperhatikan kondisi lahan yang

akan digunakan apakah tercemar logam berat atau tidak karena akan beresiko

terhadap kesehatan manusia yang mengkonsumsi.

D. Logam berat kadmium (Cd) dan tembaga (Cu) di Tubuh manusia

12

Ada beberapa unsur logam yang termasuk elemen mikro merupakan

kelompok logam berat yang tidak mempunyai fungsi biologik sama sekali. Logam

tersebut bahkan sangat berbahaya dan dapat menyebabkan keracunan (toksisitas)

pada makhluk hidup, yaitu timbal (Pb), merkuri (Hg), Arsen (As), kadmium (Cd)

dan aluminium (Al). Logam berat masuk kedalam tubuh manusia biasanya

melalui mulut, yaitu makanan yang terkontaminasi oleh alat masak, wadah

(minum/makanan kaleng) dan juga melalui pernapasan seperti asap dari pabrik,

proses industri, dan buangan limbah. Kontaminasi makanan juga dapat terjadi dari

tanaman pangan (bidang pertanian) yang diberi pupuk dan pestisida yang

mengandung logam.

Toksisitas logam pada manusia menyebabkan beberapa akibat negatif,

tetapi yang terutama adalah timbulnya kerusakan jaringan, terutama jaringan

detoksikasi dan eksresi (hati dan ginjal). Beberapa logam mempunyai sifat

karsinogenik (pembentuk kanker), maupun teratogenik (salah bentuk organ). Daya

toksisitas logam ini dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu kadar logam yang

termakan, lamanya mengkonsumsi, umur, spesies, jenis kelamin, kebiasaan makan

makanan tertentu, kondisi fisik, dan kemampuan jaringan tubuh untuk

mengakumulasi logam. Beberapa logam toksik dapat menyerang saraf sehingga

dapat menyebabkan kelainan tingkah laku.

Toksisitas logam pada manusia kebanyakan terjadi karena logam berat

non-esensial saja, walaupun tidak menutup kemungkinan adanya keracunan logam

esensial yang melebihi dosis. Toksisitas logam esensial kadang – kadang pernah

dijumpai pada orang, tetapi hanya terbatas pada loga tertentu saja, misalnya Cu,

Zn, dan Se.

Kadmium diserap oleh tanaman dari tanah melalui akarnya dan

didistribusikan dalam bagian tanaman. Jumlah Cd yang diserap oleh tanaman

dipengaruhi oleh beberapa faktor termasuk pH tanah, kandungan mineral lain

(Ca), dan pemupukan tanah oleh fosfat. Pada umumnya kandungan Cd dalam biji-

bijian, sayuran, dan buah – buahan yang tidak terkontaminasi Cd adalah sangat

rendah. Pada daerah yang terkontaminasi misalnya, dekat tempat pembuangan

13

limbah kandungan tersebut meningkat. Jika bahan tersebut dikonsumsi oleh orang

atau hewan, maka logam tersebut akan masuk ke dalam tubuh mereka.

Kadmium masuk kedalam tubuh bisa melalui berbagai cara yaitu dari

pernafasan (dari asap rokok dan kendaraan), bisa melalui oral (makanan), dan bisa

melalui suntikan ke daerah kulit. Menurut WHO jumlah Cd yang dapat diterima

oleh tubuh manusia adalah sebanyak 400-500 mikrogram setiap kilogram berat

badan setiap hari. Batasan toleransi Cd dalam ginjal pda manusia adalah 200 ppm,

bila batas tersebut terlewati akan timbul efek-efek tertentu. Keracunan Cd pada

hewan akan membuat Cd tertimbun didalam hati dan korteks ginjal. Apabila

terjadi keracunan akut akan ditemukan penimbunan logam Cd di dalam hati.

Keracunan kronis Cd akan ditimbun di dalam bermacam-macam organ tubuh

terutama di dalam ginjal, hati, dan paru-paru, tetapi juga ditimbun di dalam

pankreas, jantung, limpa, alat kelamin dan jaringan adiposa. Cadmium yang

masuk ke dalam tubuh biasanya akan tertimbun di dalam organ target yang paling

banyak menyerap Cd yaitu hati dan ginjal. Pemasukan Cd ke dalam tubuh dapat

terjadi melalui traktus digestivus, traktus respiratorius atau melalui suntikan

kedalam tubuh. Cadmium yang ada di dalam makanan dan air minum akan

diserap di dalam saluran pencernaan. Penyerapan Cd di dalam paru-paru jauh

lebih besar dibandingkan dengan di dalam saluran pencernaan. Menurut (Voogt et

al., 1980) penyerapan Cd di dalam paru-paru berkisar 13-19 % dari jumlah Cd

yang terserap dengan rata-rata 16%. Menurut (Voogt et al., 1980) cadmium yang

dihirup melalui saluran pernafasan biasanya berbentuk aerosol. Kecepatan

penyerapan di dalam paru-paru dipengaruhi oleh diameter partikel Cd yang

masuk. Cadmium yang diserap tubuh akan dibawa oleh darah khususnya di dalam

eritrosit. Cadmium yang ada dalam  plasma dan eritrosit akan berikatan dengan

protein yang akan mempunyai berat molekul tinggi, contohnya hemoglobin (Hb).

Cadmium yang masuk biasanya diusahakan tubuh untuk dikeluarkan kembali.

Dan Tembaga didalam tubuh manusia biasanya ditemukan dibagian ginjal,hati

otak,usus dan jantung, umumnya dalam sehari tubuh manusia membutuhkan

asupan 1-2 mg tembaga. Kebutuhan itu telah dicukui dari makanan yang kita

14

konsumsi kemudian diserap oleh sel-sel dinding usus dan diantarkan ke hati., di

orggan tersebut,sebagian tembaga di ubah menjadi cerulolasmin dengan perantara

ATP78 mengalami mutasi,produksi ceruloplasmin pun berkurang ,itu ditandai

dengan kadarnya yang rendah di dalam darah.

2.3 Pengaruh Logam Kadmium ( Cd) dan Tembaga ( Cu) Dalam

Kehidupan

Kadmium merupakan komponen campuran logam yang memiliki titik

cair terendah. Unsur ini di gunakan dalam capuran logam poros dengan koefisien

gesek yang rendah dan tahan lama . ia jua banyak digunakan dalam aplikasi

sepuhan listrik. Kadmium digunakan pula dalam pembuatan solder ,baterai Ni-Cd

dan sebagai penjaga reaksi nuklir fisi . senyawa kadmium digunakan dalam fosfor

tabung TV Hitam putih dan fosfor hijau dalam TV berwarna, Cadmium (Cd)

digunakan sebagai bahan stabilitasi sebagai bahan pewarna dalam industri plastik

dan pada elektroplating,Allay Cd digunakan sebagai pemandu peluru-peluru

kendali. Substansi dari alloy Cd digunakan sebagai bahan solder,Logam Cd dan

senyawa Kadmium Nitrat sangat berguna dalam pengembangan reaktor

nuklir,berfungsi sebagai bahan untuk mengontrol kecepatan pemecahan inti atom

dalam rantai reaksi(reaksi berantai),Senyawa CdS dan CdSeS banyak digunakan

sebagai zat warna,selain itu,kadmium banyak digunakan dalam industri-industri

ringan seperti pada proses pengolahan roti,pengolahan ikan,pengolahan

ikan,industri tekstil dan lain-lain. Dalam hal ini,tembaga juga mempunya peranan

penting dalam kehidupan yaitu penghantar panas dan listrik yang sangat baik,

maka banyak digunakan pada alat-alat listrik, Sebagai perhiasan, campuran antara

tembaga dan emas,bahan pembuat uang logam,bahan pembuat logam lain, seperti

kuningan (campuran antara tembaga dan seng), perunggu (campuran antara

tembaga dan timah), monel, dan alniko,CuSO4 dalam air berwarna biru, banyak

digunakan sebagai zat warna, CuCl2, digunakan untuk menghilangkan kandungan

belerang pada pengolahan minyak,Cu(OH)2 yang larut dalam larutan NH4OH

membentuk ion kompleks cupri tetramin (dikenal sebagai larutan schweitser),

digunakan untuk melarutkan selulosa pada pembuatan rayon (sutera buatan).

15

2.4 Dampak Logam Berat Kadmium ( Cd ) dan Tembaga (Cu)

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). Efek keracunan kadmium (Cd) juga dapat

mengakibatkan kerapuhan pada tulang. Gejala rasa sakit pada tulang sehingga

menyulitkan untuk berjalan. Terjadi pada pekerja yang bekerja pada industri yang

menggunakan kadmium (Cd). Penyakit tersebut dinamakan “itai-itai”. Terhadap

paru-paru kadmium bisa menyebabkan Emphysema , yaitu penyakit yang gejala

utamanya adalah penyempitan (obstruksi) saluran napas, karena kantung udara di

paru menggelembung secara berlebihan dan mengalami kerusakan yang luas dan

Edema, yaitu  pembengkakan yang diakibatkan kelebihan cairan di dalam tubuh

(Palar, 2004). Daya racun yang dimiliki oleh kadmium (Cd) juga mempengaruhi

sistem reproduksi dan organ-organnya. 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. Logam kadmium (Cd) dapat menimbulkan gangguan dan bahkan

mampu menimbulkan kerusakan pada sistem yang bekerja di ginjal. Kerusakan

yang terjadi pada sistem ginjal dapat terjadi pada tubulus tubulus ginjal. 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 urin.

Bentuk tembaga yang paling beracun adalah debu-debu Cu yang dapat

mengakibatkan kematian pada dosis 3,5 mg/kg. Garam-garam khlorida dan sulfat

dalam bentuk terhidrasi yang sebelumnya diduga mempunyai daya racun paling

tinggi, ternyata memiliki daya racun yang lebih rendah dari debu – debu Cu. Pada

manusia, efek keracunan utama yang ditimbulkan akibat terpapar oleh debu atau

16

uap logam Cu adalah terjadinya gangguan pada jalur pernapasan sebelah atas.

Efek keracunan yang ditimbulkan akibat terpapar oleh debu atau uap Cu tersebut

adalah terjadinya kerusakan atropik pada selaput lendir yang berhubungan dengan

hidung. Kerusakan itu, merupakan akibat dari gabungan sifat iritatif yang dimiliki

oleh debu atau uap Cu. Sesuai dengan sifatnya sebagai logam berat beracun, Cu

dapat mengakibatkan keracunan akut dan kronis. Terjadinya keracunan akut dan

kronis ini ditentukan oleh besar dosis yang masuk dan kemampuan organisme

untuk menetralisir dosis tersebut.contoh nya : adanya rasa logam pada pernapasan

penderita,adanya rasa terbakar pada epigastrum dan muntah yang terjadi secara

berulang – ulang,pada manusia, keracunan Cu secara kronis dapat dilihat dengan

timbulnya penyakit Wilson dan Kinsky.gejala dari penyakit Wilson ini adalah

terjadi hepatic cirrhosis, kerusakan pada otak, dan demyelinas, serta terjadinya

penurunan kerja ginjal dan pengendapan Cu dalam kornea mata. Penyakit Kinsky

dapat diketahui dengan terbentuknya rambut yang kaku dan berwarna kemerahan

pada penderita. Sementara pada hewan seperti kerang, bila didalam tubuhnya

telah terakumulasi dalam jumlah tinggi, maka bagian otot tubuhnya akan

memperlihatkan warna kehijauan. Hal ini dapat menjadi petunjuk apakah kerang

tersebut masih bisa dikonsumsi manusia atau tidak.

2.5 Kasus Logam Berat Kadmiun ( Cd ) dan Tembaga ( Cu )

Efek keracunan kadmium (Cd) juga dapat mengakibatkan kerapuhan pada

tulang. Gejala rasa sakit pada tulang sehingga menyulitkan untuk berjalan. Terjadi

pada pekerja yang bekerja pada industri yang menggunakan kadmium (Cd).

Penyakit tersebut dinamakan “itai-itai”. (Palar, 2004)

Penyebab

Penyakit itai-itai ( イタイイタイ病 /ouch ouch sickness) adalah kasus

massal keracunan kadmium yang didokumentasikan di Prefektur Toyama, Jepang.

Nama penyakit ini berdasarkan kata dalam bahasa Jepang yaitu nyeri (痛い itai)

yang disebabkan pada persendian dan tulang belakang Penyakit itai-itai

disebabkan oleh keracunan kadmium akibat pertambangan di Prefektur Toyama.

17

Meningkatnya permintaan terhadap bahan baku selama Perang Rusia-Jepang dan

Perang Dunia I, serta teknologi pertambangan baru dari Eropa, meningkatkan

output dari pertambangan, menempatkan Kamioka Pertambangan di Toyama

terkenal pada pertambangan kelas atas. Hal ini kemudian meningkatkan

pencemaran Sungai Jinzu dan anak-anak sungainya. Sungai ini digunakan

terutama untuk pengairan sawah, tetapi juga untuk air minum, mencuci,

memancing, dan kegunaan lain oleh penduduk hilir. Air ini kemudian digunakan

untuk mengairi sawah. Beras menyerap logam berat, terutama kadmium.

Kadmium pun akhirnya terakumulasi dalam tubuh orang-orang yang memakan

nasi yang terkontaminasi. (Palar, 2004)

Gejala

Salah satu efek utama yang ditimbulkan dari keracunan kadmium

adalah lemah dan rapuh tulang. Umumnya tulang belakang dan kaki sakit, dan

gaya berjalan pincang karena cacat tulang yang disebabkan oleh kadmium.

Rasa sakit kemudian melemahkan, dengan patah tulang yang lebih umum

dibandingkan tulang yang melemah. Komplikasi lain yang tejadi adalah batuk,

kanker, anemia, dan gagal ginjal, yang kemudian menyebabkan kematian.

Penderita penyakit ini banyak terjadi pada wanita pascamenopause.

Penyebabnya belum sepenuhnya dapat dipahami, dan kemudian diselidiki.

Hingga penelitian akhirnya menemukan bahwa hal ini berhubungn dengan

gizi umum, serta metabolisme kalsium yang miskin yang berkaitan dengan

usia perempuan.

Penelitian terhadap hewan telah menunjukkan bahwa keracunan kadmium saja

tidak cukup untuk menimbulkan gejala penyakit itai-itai. Penelitian ini

menunjukkan kerusakan mitokondria sel ginjal oleh kadmium sebagai faktor

kunci dari penyakit ini. (Palar, 2004). Dan kasus dari logam berat tembaga

sendiri di ambil salah satu penelitian

18

Dewasa ini , burung burung condor california di beri tanda dan di pantau,

dua kali deperangkap dalam setahun untuk di pertiksa darah,dan kalu perlu

ditangani untuk mengatasi keracunan tembaga di rumah sakit hewan dan

mereka msih tetap mati akibat keracunan tembaga atas dasar reguler. Setiap

tahunnya,hampir sepertiga dari sampel darah condor menunjukkan tanda

keracunan tembaga serius dan 20 persen dari condor liar di California di

temukan memiliki level tembaga dalam darah yang menuntut pengobatan.

Tanpa terapi khusus untuk menyingkirkan tembaga itu dari darah , burung itu

dapat menderita kelumpuhan , sendi-sendi kaku dan kehilangan kemampuan

untuk terbang. Pada level yang tinggi,keracunan tembaga bisa membunuh.

Sekira separuh dari semua condor liar di California menuntut pengobatan

untuk mengatasi keracunan tembaga pada tahun 1997. Keracunan unsur

tembaga diyakini sebgai salah satu faktor yang menyebabkan species itu

nyaris mengalami kepunahan dalam beberapa dekade lalu. Kendati demikian ,

berbagai upaya oleh para ahi lingkungan untuk meyakinkan pemerintah AS

melarang penggunaan amunisi tembaga dalam memburu hewan-hewan darat

mendapat perlawanan sengit dari berbagai kelompok hak senjata apai dan

gugatan-gugatan kini berlanjut. Makanan utama dari memakan bangkai

mamalia besar seperti rusa,atau tumpukan usu yang ditinggalkan para

pemburu. Peluru tembaga menyebar ketika menghantam sasaran sehingga

pecahannya meyebar ke seluruh tubuh binatang tersebut.

19

BAB III

PENUTUP

3.1 Simpulan

Kadmium merupakan logam yang lunak atau ductile berwarna putih

seperti putih perak dan memiliki titik lebur yang rendah, titik leleh 321oC, titik

didih 767oC dan memiliki masa jenis 8,65 g/cm3, Tembaga (Cu) secara fisik

berwarna kuning dan apabila dilihat dengan menggunakan mikroskop bijih akan

berwarna pink kecoklatan sampai keabuan. Kandungan alamiah logam pada

lingkungan dapat berubah - ubah tergantung pada kadar pencemaran oleh ulah

manusia atau perubahan alam, seperti erosi. Keberadaan logam berat Cd dan Cu

banyak terdapat air,tanah,tanaman dan tubuh manusia sehingga meinimbulkan

dampak yang membayakan seperti keracunan dan jika dalam kosentrasi yang

tinggi bisa menyebabkan kematian.

20

DAFTAR PUSTAKA

Chemistry Spot. 2012. Keracunan Kadmium (Cd). Dapat diakses pada URL :

http://chittapn.blogspot.com/2012/06/keracunan-kadmium-cd.html?m=1

Dwianto, Agus. 2012. Sifat Fisika dan Sifat Kimia. Dapat diakses pada URL :

http://www.indonesiacerdas.web.id/2012/06/sifat-fisika-dan-sifat-

kimia.html?m=1

Kuswanto, Agus.2012. Toksikologi : Logam Berat. Dapat diakses pada URL :

http://aguskuswanto.com/makalah/92/-toksikologi-logam-berat.html

Lala, Faraht. 2012. Tugas Toksikologi Logam Berat Tembaga (Cu). Dapat diakses

pada URL : http://tralalaikrima.blogspot.com/2012/04/tugas-toksikologi-

logam-berat-tembaga.html?m=1

Word Press. 2011. Logam Berat Timbal (Pb) dan Kadmium (Cd). Dapat diakses

pada URL : http://noviakl10ambi.wordpress.com/2011/06/16/logam-

berat-timbal-pb-dan-kadmium-cd

Word Press. 2012. Makalah Toksikologi Lingkungan Kadmium Cd. Dapat diakses

pada URL: http://adilalida.wordpress.com/2012/11/26/makalah-

toksikologi-lingkungan-kadmium-cd/.html

21

22