Paper Hadi & Satria.docx

TUGAS REKLAMASI DAN PASCA TAMBANG “PENANGANAN LOGAM BERAT PADA AIR DAN TANAH”

HADI ZULKARNAIN LADIANTO (212180010) SATRIA FITRIO (212180008)

PROGRAM STUDI MEGISTER TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI MINERAL UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA 2019

PENDAHULUAN Logam merupakan toksikan yang unik. Logam ditemukan dan menetap di alam tetapi bentuk kimianya dapat berubah akibat pengaruh fisikokimia, biologis, atau akibat aktivitas manusia. Logam-logam di alam ditemukan dalam bentuk persenyawaan dengan unsur lain dan sangat jarang ditemukan dalam elemen tunggal. Unsur ini dalam kondisi temperatur kamar tidak selalu berbentuk padat melainkan ada yang berbentuk cair, misalnya merkuri (Hg). Dalam perairan, logam pada umumnya berada dalam bentuk ion-ion, baik sebagai pasangan ion ataupun dalam bentuk ion-ion tunggal (Lestari, 2010). 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 bernomor atom 22 sampai 92 dari perioda 4 sampai 7. Dalam perairan, logam berat dapat ditemukan dalam bentuk terlarut dan tidak terlarut. Logam berat terlarut adalah logam yang membentuk kompleks dengan senyawa organik dan anorganik, sedangkan logam berat yang tidak terlarut merupakan partikel-partikel yang berbentuk koloid dan senyawa kelompok metal yang teradsorbsi pada partikel-partikel yang tersuspensi (Purnama, 2009). Berdasarkan sudut pandang toksikologi, logam berat dapat dibagi dalam dua jenis. Jenis pertama adalah logam berat esensial, di mana keberadaannya dalam jumlah tertentu sangat dibutuhkan oleh organisme hidup, namun dalam jumlah yang berlebihan dapat menimbulkan efek racun. Contoh logam berat ini adalah Zn, Cu, Fe, Co, Mn, dan lain sebagainya. Jenis kedua adalah logam berat tidak esensial atau beracun, di mana keberadaannya dalam tubuh masih belum diketahui manfaatnya atau bahkan dapat bersifat racun, seperti Hg, Cd, Pb, Cr dan lain-lain (Darmono, 1995). Logam berat ini dapat mencemari lingkungan. Pencemaran logam berat dapat menimbulkan berbagai permasalahan diantaranya adalah berhubungan dengan estetika (perubahan bau, warna dan rasa air), berbahaya bagi kehidupan tanaman dan binatang, berbahaya bagi kesehatan manusia, dan menyebabkan kerusakan pada ekosistem. Sebagian dari logam berat bersifat essensial bagi organisme air untuk pertumbuhan dan perkembangan hidupnya, antara lain dalam pembentukan haemosianin dalam sistem darah dan enzimatik pada biota. Akan tetapi bila jumlah dari logam berat masuk ke dalam

tubuh dengan jumlah berlebih, maka akan berubah fungsi menjadi racun bagi tubuh (Darmono, 1995). Berdasarkan sifat kimia dan fisikanya, tingkat atau daya racun logam berat terhadap hewan air dapat diurutkan (dari tinggi ke rendah) sebagai berikut merkuri (Hg), kadmium (Cd), seng (Zn), timah hitam (Pb), krom (Cr), nikel (Ni), dan kobalt (Co). Daftar urutan toksisitas logam paling tinggi ke paling rendah terhadap manusia yang mengkomsumsi ikan adalah sebagai berikut Hg2+ > Cd2+ >Ag2+ > Ni2+ > Pb2+ > As2+ > Cr2+ > Sn2+ > Zn2+. Toksisitas logam berat dapat dikelompokan ke dalam 3 kelompok, yaitu (Darmono, 1995): a. Bersifat toksik tinggi yang terdiri dari atas unsur-unsur Hg, Cd, Pb, Cu, dan Zn b. Bersifat toksik sedang terdiri dari unsur-unsur Cr, Ni, dan Co c. Bersifat tosik rendah terdiri atas unsur Mn dan Fe PERUMUSAN MASALAH A. Dampak yang Ditimbulkan oleh Logam Berat Pencemaran logam berat ini menimbulkan berbagai permasalahan diantaranya: 1. Berhubungan dengan estetika (perubahan bau, warna dan rasa air) 2. Berbahaya bagi kehidupan tanaman dan binatang 3. Berbahaya bagi kesehatan manusia 4. Menyebabkan kerusakan pada ekosistem. Bila jumlah dari logam berat masuk ke dalam tubuh dengan jumlah berlebih, maka akan berubah fungsi menjadi racun bagi tubuh. Logam berat ini dapat menimbulkan efek kesehatan bagi manusia tergantung pada bagian mana logam berat tersebut terikat dalam tubuh. Daya racun yang dimiliki akan bekerja sebagai penghalang kerja enzim, sehingga proses metabolisme tubuh terputus. Lebih jauh lagi, logam berat ini akan bertindak sebagai penyebab alergi, mutagen, teratogen atau karsinogen bagi manusia. Jalur masuknya adalah melalui kulit, pernapasan dan pencernaan. Logam berat jika sudah terserap ke dalam tubuh maka tidak dapat dihancurkan tetapi akan tetap tinggal di dalamnya hingga nantinya dibuang melalui proses eksresi. Manusia sebagai mahluk omnivora (pemakan segala), rentan sekali terkena penyakit yang berasal dari bahan makanan yang tercemar oleh logam berat. Sumber-sumber kontaminannya yaitu sayur-sayuran maupun ternak yang

terkontaminasi logam berat dari air penyiramnya yang mengandung logam berta atupun rumput yang dimakan ternak yang terkontaminasi oleh logam berat dari air yang diserapnya. Sumber utama kontaminan logam berat sesungguhnya berasal dari udara dan air yang mencemari tanah. Selanjutnya semua tanaman yang tumbuh di atas tanah yang telah tercemar akan mengakumulasikan logam-logam tersebut pada semua bagian (akar, batang, daun dan buah). Ternak akan memanen logam-logam berat yang ada pada tanaman dan menumpuknya pada bagian-bagian dagingnya. Selanjutnya manusia yang termasuk ke dalam kelompok omnivora (pemakan segalanya), akan tercemar logam tersebut dari empat sumber utama, yaitu udara yang dihirup saat bernapas, air minum, tanaman (sayuran dan buah-buahan), serta ternak (berupa daging, telur, dan susu). Beberapa contoh logam berat yang beracun bagi manusia yaitu : a. Arsen Arsen (As) atau sering disebut arsenik sebagian besar terdapat di alam dalam bentuk senyawa dasar yang berupa substansi inorganik. Arsen inorganik dapat larut dalam air atau berbentuk gas dan terpapar pada manusia. Menurut National Institute for Occupational Safety and Health (1975), arsen inorganik bertanggung jawab terhadap berbagai gangguan kesehatan kronis, terutama kanker. Arsen juga dapat merusak ginjal dan bersifat racun yang sangat kuat. Arsen banyak ditemukan di dalam air tanah. Hal ini disebabkan arsen merupakan salah satu mineral yang memang terkandung dalam susunan batuan bumi. Arsen dalam air tanah terbagi dalam dua bentuk, yaitu bentuk tereduksi, terbentuk dalam kondisi anaerobik, sering disebut arsenit. Bentuk lainnya adalah bentuk teroksidasi, terjadi pada kondisi aerobik, umum disebut sebagai arsenat (Jones, 2000). b. Merkuri Merkuri (Hg) atau air raksa adalah logam yang ada secara alami, merupakan satu-satunya logam yang pada suhu kamar berwujud cair. Merkuri (Hg) dapat berakumulasi dan terbawa ke organ-organ tubuh lainnya, menyebabkan bronchitis, sampai rusaknya paru-paru. Gejala

keracunan Merkuri tingkat awal, pasien merasa mulutnya kebal sehingga tidak peka terhadap rasa dan suhu, hidung tidak peka bau, mudah lelah, gangguan psikologi (rasa cemas dan sifat agresif), dan sering sakit kepala. Jika terjadi akumulasi yang tinggi mengakibatkan kerusakan sel-sel saraf di otak kecil, gangguan pada luas pandang, kerusakan sarung selaput saraf dan bagian dari otak kecil. Turunan oleh Merkuri (biasanya etil merkuri) pada proses kehamilan akan nampak setelah bayi lahir yang dapat berupa cerebral palsy maupun gangguan mental. Sedangkan keracunan Merkuri yang akut dapat

menyebabkan

kerusakan

saluran

pencernaan,

gangguan

kardiovaskuler, kegagalan ginjal akut maupun shock. Sumber-sumber merkuri yaitu dapat berasal dari air sisa-sisa penambangan yang mengandung Hg dibiarkan mengalir ke sungai dan dijadikan irigasi untuk lahan pertanian. c. Timbal Adanya Timbal (Pb) dalam peredaran darah dan otak dapat menyebabkan gangguan sintesis hemoglobin darah, gangguan neurologi (susunan syaraf), gangguan pada ginjal, sistem reproduksi, penyakit akut atau kronik sistem syaraf, dan gangguan fungsi paruparu. Selain itu, dapat menurunkan IQ pada anak kecil jika terdapat 10-20 myugram/dl dalam darah. d. Tembaga Tingginya tingkat cemaran Cu akan berdampak negatif terhadap manusia, yaitu dapat menimbulkan keracunan. Gejala yang timbul pada keracunan Cu akut adalah mual, muntah- muntah, menceret, sakit perut hebat, dan hemolisis darah. Pencemaran logam Cu pada bahan pangan pada awalnya terjadi karena penggunaan pupuk dan pestisida secara berlebihan. Meskipun demikian, pengaruh proses pengolahan akan dapat mempengaruhi status keberadaan tersebut dalam bahan pangan. e. Cadmium Kadmium (Cd) jika berakumulasi dalam jangka waktu yang lama dapat menghambat kerja paru-paru, bahkan mengakibatkan kanker

paru-paru,

mual,

muntah,

diare,

kram,

anemia,

dermatitis,

pertumbuhan lambat, kerusakan ginjal dan hati, dan gangguan kardiovaskuler. Kadmium dapat pula merusak tulang (osteomalacia, osteoporosis) dan meningkatkan tekanan darah. Gejala umum keracunan Kadmium adalah sakit di dada, nafas sesak (pendek), batuk – batuk, dan lemah. f. Kromium Chromium (Cr) dalam tubuh dapat berakibat buruk terhadap sistem saluran pernafasan, kulit, pembuluh darah, dan ginjal. Dampak kandungan logam berat memang sangat berbahaya bagi kesehatan. Namun, kita dapat mencegahnya dengan meningkatkan kesadaran untuk ikut serta melestarikan sumber daya hayati serta menjaga kesehatan baik untuk diri sendiri maupun keluarga. Salah satu cara sederhana untuk menjaga kesehatan adalah dengan mendeteksi kondisi air yang kita gunakan seharihari, terutama kebutuhan untuk minum. Jika kondisi air Anda sudah terdeteksi, maka akumulasi logam berat dalam tubuh dapat kita cegah. B. Ambang Batas Cemaran Logam pada Makanan Sesuai dengan keputusan Direktur Jendral Pengawasan Obat dan Makanan No.03725/B/SK/VII/1989 tentang batas maksimum cemaran logam dalam makanan diatur bahwa batas maksimum cemaran logam yang diperbolehkan dalam beberapa produk pangan yaitu: Arsen (As) 0,1 - 1,0 mg/kg

Seng (Zn) 2,0 - 100 mg/kg

Timbal (Pb) 0,1 - 10 mg/kg

Timah (Sn) 40 mg/kg

Tembaga (Cu) 0,1 - 150 mg/kg

Air raksa 0,03 - 0,5 mg/kg

Setiap kenaikan kadar timbal dalam darah sebesar 10-20 µg/dl, dapat menurunkan IQ rata-rata sebesar 3 pin. Kandungan maksimal logam yang diperbolehkan dalam air (dalam mg/L):

Kalsium (Ca)

: 200

Mangan (Mn)

: 0,5

Magnesium (Mg) : 150

Tembaga (Cu)

:1

Barium (Ba)

: 0,05

Seng (Zn)

: 15

Besi (Fe)

:1

Krom (Cr6+)

: 0,05

Kadmium (Cd)

: 0,01

Arsen (As)

: 0,05

Raksa (Hg)

: 0,001

Selenium (Se)

: 0,01

Timbal (Pb)

: 0,1

C. Proses Pencemaran Logam Berat pada Tanaman/Bahan Pangan Logam berat dalam tanah pada prinsipnya berada dalam bentuk bebas maupun tidak bebas. Dalam keaadan bebas, logam berat dapat bersifat racun dan terserap oleh tanaman. Sedangkan dalam bentuk tidak bebas dapat berikatan dengan hara, bahan organik, ataupun anorganik lainnya. Dengan kondisi tersebut, logam berat selain akan mempengaruhi ketersediaan hara tanaman juga dapat mengkontaminasi hasil tanaman. Jika logam berat memasuki lingkungan tanah, kemudian akan terserap oleh tanaman melalui akar, dan selanjutnya akan terdistribusi ke bagian tanaman lainnya.

D. Cara Menanggulangi Pencemaran Logam Berat agar Tidak Membahayakan Logam berat ini dapat menimbulkan efek kesehatan bagi manusia tergantung pada bagian mana logam berat tersebut terikat dalam tubuh. Daya racun yang dimiliki akan bekerja sebagai penghalang kerja enzim, sehingga proses metabolisme tubuh terputus. Lebih jauh lagi, logam berat ini akan bertindak sebagai penyebab alergi, mutagen, teratogen atau karsinogen bagi manusia. Jalur masuknya adalah melalui kulit, pernapasan dan pencernaan. Menyadari ancaman yang begitu besar dari pencemaran logam berat, maka berbagai metode alternatif telah banyak digunakan seperti dengan cara mengurangi konsentrasi logam berat, beberapa metode tersebut antara lain : a. Reverse osmosis Adalah proses pemisahan logam berat oleh membran semipermeabel dengan menggunakan perbedaan tekanan luar dengan tekanan osmotik dari limbah, kerugian sistem ini adalah biaya yang mahal sehingga sulit terjangkau oleh industri di Indonesia. b. Teknik elektrodialisis Dalam teknik ini digunakan membran ion selektif permeabel berdasarkan perbedaan potensial antara 2 elektroda yang menyebabkan perpindahan kation dan anion. Kerugian dari teknik ini yaitu terbentuknya senyawa logam-hidroksi yang menutupi membran c. Ultrafiltrasi Yaitu penyaringan dengan tekanan tinggi melalui membran berpori, juga merugikan karena menimbulkan banyak sludge (lumpur). d. Resin penukar ion Berprinsip pada gaya elektrostatik di mana ion yang terdapat pada resin ditukar oleh ion logam dari limbah, kerugian metode ini adalah biaya yang besar dan menimbulkan ion yang ter-remove sebagian. e. Bioremoval dan Bioabsorpsi Salah satu teknik baru yang sedang dikembangkan untuk menutupi kekurangan berbagai tehnik diatas yaitu bioremoval. Bioremoval dapat diartikan sebagai terkonsentrasi dan terakumulasinya bahan penyebab polusi atau polutan dalam suatu perairan oleh material biologi, yang mana material biologi tersebut dapat me-recovery polutan sehingga dapat dibuang dan ramah terhadap lingkungan. Prinsip dari metode bioremoval ini yaitu penggunaan mikroorganisme untuk mengabsorpsi logam berat. Istilah bioabsorpsi tidak dapat dilepaskan dari istilah bioremoval karena bioabsorpsi merupakan bagian dari bioremoval. Bioabsorpsi merupakan kemampuan material biologi untuk mengakumulasikan logam berat melalui media metabolisme atau jalur psiko-kimia. Proses bioabsorpsi ini dapat

terjadi karena adanya material biologi yang disebut biosorben dan adanya larutan yang mengandung logam berat (dengan afinitas yang tinggi) sehingga mudah terikat pada biosorben. Beberapa jenis mikroorganisme yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan bioabsorpsi terutama adalah dari golongan alga yakni alga dari divisi Phaeophyta, Rhodophyta dan Chlorophyta. Logam-logam yang dapat diabsorbsi/di-remove adalah logam berat beracun, logam esensial dan radionuklida. Tabel. Perbandingan selektifitas mikroorganisme terhadap logam berat Logam berat yang di remove

Mikrooganisme

berdasarkan beberapa penelitian

Mucur mucedo

Cu

Rhizopus stolonifer

Cu,Cd,Zn,U,Pb

Aspergillus orizae

Cu

Penecillium chrysogenum

Cu

Ecklonia radiata

Cu,Pb,Cd,Cr

Saccharomyces cerevisie Chlorella vulgaris Cu,Pb,Cd,Ni Phellinus badius

Pb,As

Pinus radiata

Pb,Cd

Sargassum sp.

Pb,Cd

Durvillea potatorum

Cu,Cr,Fe

Myriophylium spicatum

Zn

Chiarella vulgaris

Pb,Zn,Cu

Ganoderma lucidum

Cu

Aspergillus niger

Cr,Cu

Pseudomonas syringae

Cr,Cu

Solanum elaeagnifolium Phanerochaete

Hg,Zn,Cd

chrysosporium

Cu,Cr,Pb,Ni,Zn

Absidia sp.

Ni,Cu,Pb Pb,U,Cu

Keuntungan penggunaan mikroorganisme sebagai bioremoval menurut Kratochvil dan Voleski (1998) adalah biaya yang rendah, efisiensi yang tinggi, biosorbennya dapat diregenerasi, tidak perlu nutrisi tambahan, kemampuannya dalam me-recovery logam dan

sludge yang dihasilkan sangat minim. Dilihat dari keuntungannya itu, maka bioremoval lebih efektif dibanding dengan pertukaran ion dan reverse osmosis dalam kaitannya dengan sensitifitas kehadiran padatan terlarut (suspended solid), zat organik dan logam berat lainnya serta lebih baik dari proses pengendapan (precipitation) bila dikaitkan dengan kemampuan menstimulasikan perubahan pH dan konsentrasi logam beratnya.

DAFTAR PUSTAKA Anonymous, 2009, BIOREMOVAL, diakses dari : http://www.chem-is-try.org/ tanggal 10 Mei 2011 Anonymous, 2008, BIOREMOVAL LOGAM BERAT DENGAN MENGGUNAKAN MIKROORGANISME, diakses dari http://smk3ae.wordpress.com tanggal 10 Mei 2011 Anonymous, 2008, MENGENAL LOGAM BERAT (HEAVY METAL), diakses dari http://smk3ae.wordpress.com tanggal 10 Mei 2011 Anonymous, 2010, PENCEMARAN LOGAM BERAT, http://www.bmf.litbang.depkes.go.id tanggal 10 Mei 2011

diakses

dari

Anonymous, 2009, PENCEMARAN LOGAM BERAT Cu, diakses dari http://one.indoskripsi.com/content/ tanggal 10 Mei 2011 Anonymous, 2011, PENCEMARAN LOGAM BERAT PADA MAKANAN, diakses dari http://www.pipimm.org/ tanggal 12 Mei 2011 Anonymous, 2009, TRACE ELEMENTS, diakses dari http://forum.kafegaul.com/ tanggal 12 Mei 2011 Charlena, 2004, PENCEMARAN LOGAM BERAT TIMBAL (Pb) DAN CADMIUM (Cd) PADA SAYUR-SAYURAN, diakses dari http://www.rudyct.com/ tanggal 12 Mei 2011 Darmono, 1995, LOGAM DALAM SISTEM BIOLOGI MAKHLUK HIDUP, UI Press : Jakarta Lestari, S., 2010, SIFAT DAN KARAKTERISTIK LOGAM BERAT, http://srilestari.pdf/2010/12/sifat-dan-karakteristik-logam-berat.pdf, diakses tanggal 9 Mei 2011 Mursyidin, D., 2006, MENANGGULANGI PENCEMARAN LOGAM BERAT, diakses dari http://www.ychi.org tanggal 10 Mei 2011 Onrizal, 2005, RESTORASI LAHAN TERKONTAMINASI LOGAM BERAT, diakses dari http://soil.faperta.ugm.ac.id/tj/1991/1993%20loga.pdf, tanggal 10 Mei 2011 Purnama, Dede, 2009, LOGAM BERAT, http://www.dedepurnama.com/2010/12/beberapasifat-unsur-logam-berat.html, diakses tanggal 9 Mei 2011