Kadmium Cd Karakteristik Logam Berat 1. Merkuri Hg

Cd 2+ + H 2 O CdOH + + H + ……….3 Ikatan kompleks tersebut memiliki tingkat kelarutan yang berbeda, yakni: Cd 2+ CdSO 4 CdCl + CdCO 3 CdOH + Sanusi 2006. Afinitas Cd terhadap anion klorida dibandingkan dengan logam berat lainnya sesuai urutan adalah Hg Cd Pb Zn, dalam hal ini Cd menempati urutan kedua setelah Hg Hahne dan Kroontje 1973 dalam Moore dan Ramamoorthy 1984. Bahan organik terlarut dalam perairan gugus asam amino, sistein, polisakarida dan asam karbosiklik memiliki kapasitas membentuk ikatan kompleks dengan Cd dan logam berat lainnya. Demikian pula keberadaan asam humus humic substances dalam perairan seperti asam fulvik dan asam humik akan membentuk ikatan kompleks kelasi dengan Cd. Pada umumnya stabilitas ikatan kompleks logam berat-asam humus mengikuti deret Irving–Williams Irving–Williams Order sebagai berikut: MgCaCd~MnCoZn~NiCuHg ……….4 Di perairan tawar kemampuan pembentukan kompleks Cd oleh asam humus kurang lebih 2,7 daripada total Cd terlarut, sementara di perairan estuari lebih rendah dari 1 daripada total Cd terlarut. Berdasarkan hal tersebut maka, selain ditentukan oleh kadar asam humus dan Cd terlarut, parameter pH dan salinitas berperan dalam membentuk ikatan kompleks logam berat-asam humus. Logam berat Cd terlarut dalam air akan mengalami proses adsorpsi oleh partikel tersuspensi dan mengendap di sedimen. Proses adsorpsi akan diikuti oleh proses desorpsi yang mengembalikan Cd dalam bentuk terlarut dalam badan air Sanusi 2006. Kadmium dalam air laut berbentuk senyawa klorida CdCl 2 , sedangkan pada perairan tawar kadmium berbentuk karbonat CdCO 3 . Pada perairan payau kedua senyawa tersebut berimbang Darmono 1995. Kadar Cd di perairan alami berkisar antara 0,29–0,55 ppb dengan rata-rata 0,42 ppb. Konsentrasi kadmium di kolom permukaan air laut terbuka antara 1-100 ngL. Pada perairan pantai konsentrasinya kurang lebih 200 ngL, namun konsentrasinya akan meningkat menjadi 5000 ngL di daerah estuaria yang berada di dekat daerah pertambangan. Tabel 5 menunjukan konsentrasi kadmium terlarut di beberapa perairan. Konsentrasi kadmium di daerah sungai umumnya lebih tinggi dibandingkan dengan daerah laut. Pada laut terbuka, konsentrasi kadmium terlarut akan semakin meningkat dengan meningkatnya kedalaman, namun sebaliknya konsentrasi partikulat kadmium akan tinggi di permukaan dan menjadi semakin berkurang dengan bertambahnya kedalaman. Sebanyak 0,1-0,6 μgg kadmium terkandung pada sedimen perairan yang belum mengalami pencemaran. Di daerah Perairan Atlantik dan Teluk Florida mengandung 0,01-0,3 μgg kadmium dan konsentrasi kadmium ini berkorelasi positif dengan kandungan aluminium. Di daerah Pelabuhan New Bedfor yang sudah tercemar, konsentrasi kadmium dalam sedimen sekitar 52 μgg dan 460 μgg di Teluk Spencer Australia Selatan. Kadmium juga ditemukan pada air interstitial dengan konsentrasi 0,002-108 μgL. Konsentrasi kadmium di Teluk Villefrance, Prancis menurun seiring dengan meningkatnya kedalaman dan meningkat lagi pada kedalaman lebih dari 27 cm Neff, 2002. Tabel 5. Konsentrasi kadmium terlarut μgl di beberapa perairan Lokasi Rentang Konsentrasi Cd Northwestern Gulf of Mexico 0.001-0.02 San Andres Lagoon, Mexico 0.33 Savannah River Estuary, GA 0.002-0.016 Medway Estuary, Nova Scotia 0.008-0.214 British estuaries 0.007-0.22 British coastal waters 0.004-0.081 British coastal waters 0.02-1.38 North Sea 0.01-0.051 North Sea 0.006-0.025 Dogger Bank, North Sea 0.015-0.025 German Bight 0.016-0.046 English Channel 0.011-0.022 English Channel 0.011-0.063 Irish Sea 0.013-0.081 Eastern Atlantic Ocean 0.001-0.018 South Atlantic Ocean 0.028-0.084 Greenland Sea 0.007-0.028 E. Mediterranean Sea 0.0002- 11 S. China Sea 0.003-0.118 Philippine Sea 0.003-0.119 Pacific Ocean 0.067 Indian Ocean 0.083-0.113 ScotiaWeddell Sea, Antarctica 0.019-0.107 Sumber: Neff 2002 Tabel 6. Konsentrasi kadmium μgg pada jaringan otot beberapa organisme Taksa Jumlah Analisis Rentang Konsentrasi Cd Total 710 0,001-277 Phytoplankton 9 0,04–4,6 Macroalgae 69 0,1–29,8 Seagrasses 2 1,0–4,9 Coelenterates 2 0,37–4,56 Ctenophores 4 0,10–13,1 Nemertines 9 0,04–9,6 Polychaetes 24 0,12–45,0 Zooplankton 11 0,10–7,0 Shrimp 50 0,001–13,3 Lobsters 9 0,05–13,4 Crabs 15 0,03–1,06 Crustaceans 23 0,14–117 Insects 2 16,8–61,6 Clams 44 0,05–26,1 Scallops 7 0,58–36,3 Mussels 108 0,02–65,5 Oysters 99 0,03–144 Snails 32 0,15–277 Squid 4 0,05–3,4 Chaetognaths 2 0,15–1,29 Echinoderms 5 0,14–4,65 Fish 128 0,001–5,80 Sea Turtles 8 0,30–2,85 Marine Birds 20 0,08–3,34 Marine Mammals 22 0,03–2,4 Sumber: Neff 2002 Kadmium termasuk logam berat yang sangat sulit didegradasi oleh organisme, sehingga kalau terabsopsi oleh tubuh organisme laut, maka konsentrasinya akan menjadi semakin meningkat seiring dengan waktu. Biokonsentrasi kadmium dalam tubuh fitoplankton sangat tergantung dari jumlah kadmium yang terlarut dalam kolom perairan. Kebanyakan dari kadmium ini akan terakumulasi pada bagian insang organisme dan beberapa organisme memiliki kemampuan untuk mentransfer kadmium ini ke dalam ephitelliumnya. Setelah masuk ke dalam tubuh, kadmium yang masuk ke dalam tubuh invertebrata, ikan, burung dan mamalia akan membentuk ikatan dengan protein sebagai metallothionin. Pada kima Crasostrea gigas, kadmium kebanyakan diakumulasi pada bagian ginjal. Pada lobster, kadmium dengan jumlah yang paling banyak ditemukan pada organ hepatopankreas Paasivirta, 2000. Tabel 6 menunjukkan konsentrasi kadmium pada jaringan otot beberapa organisme. Keracunan kadmium dapat bersifat akut dan kronis. Efek keracunan yang dapat ditimbulkannya berupa penyakit paru-paru, hati, tekanan darah tinggi, gangguan pada sistem ginjal dan kelenjer pencernaan serta mengakibatkan kerapuhan pada tulang Effendi 2003; Lu 2006. Manahan 2001 menambahkan keracunan akut Cd ke manusia akan menimbulkan efek yang sangat fatal, diantaranya meningkatkan tekanan darah, kerusakan ginjal, perusakan jaringan testis dan merusak sel darah merah. Efek ini hampir mirip apabila manusia mengalami keracunan Cd. Secara spesifik, Cd akan menggantikan Zn yang ada dalam enzim. Toksisitas Cd lebih rendah bila dibandingkan dengan toksisitas Hg dan Cu. Namun demikian, Cd dapat mereduksi klorofil, ATP, dan mengurangi konsumsi O 2 fitoplankton dengan konsentarsi 0,01-0,1 mgl ketika membentuk ikatan komplek CdCl 2 . Efeknya akan menjadi lebih toksik lagi ketika konsentrasinya menjadi meningkat, misalnya dapat menyebabkan toksistas akut pada ikan estuari pada konsentrasi Cd terlarut sebesar 8–85 mgl Mance 1990.

2.4.3. Timbal Pb

Timbal bernama latin plumbum Pb, nomor atomnya 82 dan berat atomnya 207,20 gmol Cotton dan Wilkinson 1989. Timbal secara alami berasal dari pelapukan batuan dan erosi tanah yang mengandung timbal sulfida PbS Effendi 2003. Lu 2006 menambahkan kegiatan antropogenik seperti penambangan, peleburan bahan logam, pembakaran bahan bakar fosil, dan proses produksi baja, semen dan fosfat merupakan sumber timbal yang dapat menambah keberadaannya di alam. Dalam pertambangan, timbal berbentuk timbal sulfida PbS yang disebut galena. Penggunaan Pb yang paling besar adalah untuk baterai kendaraan bermotor. Elektroda dari aki biasanaya mengandung 93 Pb dan 7 Sb antimoni. Pb sangat baik dalam merangsang arus listrik, yang dalam hal ini Pb berbentuk PbO 2 dan Pb logam. Pb juga dipergunakan dalam industri percetakan tinta, sekering, alat listrik, amunis, kabel dan solder. Sifatnya yang dapat mencegah terjadinya karat, membuat Pb banyak dipergunakan untuk melapisi logam lain seperti untuk melapisi pipa-pipa air atau pipa yang dialiri bahan yang bersifat korosif. Lebih dari 200.000 ton Pb dipergunakan dalam industri kimia yang berbentuk tetra-etil-Pb, yang biasanya dicampur dengan bahan bakar minyak BBM dengan tujuan meningkatkan daya tahan mesin. Sifat Pb yang tahan korosif dan sifat yang mudah menyatu dengan bahan lain, mengakibatkan Pb banyak digunakan sebagai campuran cat misalnya Pb putih PbOH 2 2PbCO 3 , Pb merah, Pb merah cerah Pb 3 O 4 dan PbCrO 4 untuk warna kuning. Penggunaan lainnya adalah untuk produk-produk logam seperti amunisi, pelapis kabel, pipa, solder, bahan kimia dan pewarna Fardiaz 2005; Lu 2006; Darmono 1995. Penggunaan timah hitamtimbal tersebut karena timbal memiliki sifat unggul Darmono 1995; Fardiaz 2005 yakni: 1. Mempunyai titik lebur yang rendah sehingga mudah digunakan dan murah biaya operasinya. 2. Mudah dibentuk karena sifat logamnya yang lunak 3. Mempunyai sifat kimia aktif sehingga dapat dipergunakan untuk melapisi logam untuk mencegah terjadinya perkaratan 4. Kepadatan melebihi logam lain 5. Timbal dapat membentuk alloy dengan logam lainnya, dan alloy yang terbentuk mempunyai sifat yang berbeda dengan timbal murni 6. Memiliki densitas yang tinggi dibanding logam lain; kecuali emas dan merkuri, yaitu 11,34 gcm 3 7. Sifat kimia timbal menyebabkan logam ini dapat berfungsi sebagai pelindung jika kontak dengan udara lembab Seperti logam berat lainnya, Pb juga merupakan unsur yang bersifat reaktif. Di dalam badan perairan, Pb akan membentuk ikatan komplek dengan ligan organik dan inorganik yang ada. Kelarutan timbal dalam air cukup rendah sehingga kadarnya relatif sedikit. Pb akan membentuk ikatan komplek dengan logam organik apabila di ligan organik tersebut mengandung unsur S, N, dan O. Pb sendiri akan membentuk Pb 3 PO 4 2 dan PbS jika tersedia ligan inorganik berupa fosfat PO 4 3- dan sulfida S 2- . Pb juga akan mengalami proses hidrolisis menjadi PbOH + dan akan terlarut pada saat pH perairan lebih dari 6,0 dan menjadi PbOH + solid pada saat pH perairan lebih dari 10,0. Berdasarkan hal tersebut, maka di lingkungan laut yang memiliki pH yang cenderung basa 7,5-8,5, kebanyakan dari Pb ini ditemukan dalam bentuk PbOH + terlarut lebih banyak bila dibandingkan dengan PbCl 2 atau PbCO 3 . Bahan bakar yang mengandung