2.4 Pencemaran
Pencemaran merupakan salah satu masalah setiap negara di dunia, terutama di Indonesia. Keadaan tercemar atau terpolusi adalah kondisi yang
telah berubah dari bentuk asal menjadi keadaan yang lebih buruk akibat masuknya bahan-bahan pencemar atau polutan. Bahan polutan tersebut pada
umumnya mempunyai sifat racun toksik yang berbahaya bagi organisme hidup. Toksisitas atau daya racun dari polutan dapat menjadi pemicu terjadinya
pencemaran Palar, 2008. Logam berat dapat memasuki tanah melalui sumber yang berbeda-beda,
diantaranya: pupuk, pestisida, residu limbah pabrik dan lumpur aktif yang mengandung sejumlah logam berat Yulipriyanto, 2010.
Pencemaran logam berat terhadap lingkungan merupakan suatu proses yang berhubungan dengan penggunaan logam tersebut oleh manusia. Awal
digunakannya logam pada alat, belum diketahui pengaruh pencemaran pada lingkungan. Proses oksidasi pada logam yang menyebabkan perkaratan
merupakan tanda-tanda adanya hal tersebut. Tahun demi tahun ilmu kimia mulai berkembang dengan cepat dengan ditemukannya garam logam PbNO
3
, CdCl
2
, dan lain-lain serta diperjualbelikannya garam tersebut untuk industri, maka tanda-tanda pencemaran lingkungan mulai timbul Darmono, 1995.
2.5 Logam Berat
Logam berat merupakan komponen alami tanah yang tidak dapat dipisahkan, logam ini dapat masuk ke dalam tubuh manusia melalui makanan,
air minum dan udara. Logam ini merupakan pencemar yang berbahaya dan
Universitas Sumatera Utara
bersifat racun bagi sel walaupun dalam konsentrasi rendah Martaningtas, 2005.
Logam berat dibagi ke dalam dua jenis, yaitu: 1.
Logam berat esensial: yaitu logam dalam jumlah tertentu yang sangat dibutuhkan oleh organisme. Dalam jumlah yang berlebihan logam
tersebut akan menimbulkan efek toksik. Contohnya adalah Zn, Cu, Fe, Co, Mn, dan lain sebagainya.
2. Logam berat tidak esensial: yaitu logam yang berada dalam tubuh yang
belum diketahui manfaatnya dan bersifat toksik, seperti Hg, Cd, Pb, Cr, dan lain-lain.
Efek toksik dari logam ini mampu menghambat kerja enzim sehingga mengganggu metabolisme tubuh, menyebabkan alergi, bersifat mutagen,
teratogen atau karsinogen bagi manusia maupun hewan Widowati, dkk., 2008.
2.5.1 Timbal
Timbal adalah logam yang berwarna abu-abu kebiruan, dengan kerapatan yang tinggi, mudah melarut dalam asam nitrat pekat Svehla, 1979.
Menurut Fardiaz 1992, timbal mempunyai sifat-sifat khusus seperti berikut:
1. Merupakan logam yang lunak, sehingga mudah dipotong dan dibentuk
menjadi bentuk lain. 2.
Merupakan logam yang tahan terhadap peristiwa korosi atau karat, sehingga logam ini sering digunakan sebagai bahan pelapis.
Universitas Sumatera Utara
3. Mempunyai kerapatan lebih besar dibandingkan dengan logam-logam
biasa, kecuali emas dan merkuri. 4.
Merupakan penghantar listrik yang tidak baik.
Timbal yang bersifat toksik terhadap manusia, bisa berasal dari tindakan mengkonsumsi makanan, minuman, atau melalui inhalasi udara, debu yang
tercemar Pb, kontak lewat kulit dan mata. Logam ini tidak dibutuhkan manusia sehingga bila makanan dan minuman yang dikonsumsi tercemar Pb, maka
tubuh akan mengeluarkannya. Orang dewasa mengabsorbsi timbal sebesar 5- 15 dari keseluruhan timbal yang dicerna, sedangkan anak-anak mengabsorbsi
timbal lebih besar 41,5 Widowati, dkk., 2008. Konsentrasi timbal di udara di daerah perkotaan mencapai 5 sampai 50
kali daripada di daerah pedesaan. Semakin jauh dari perkotaan, semakin rendah konsentrasi timbal di udara. Logam timbal yang ada di udara, terutama
bersumber dari buangan asap kendaraan bermotor. Logam ini merupakan sisa-sisa pembakaran yang terjadi antara bahan bakar dengan mesin kendaraan.
Melalui buangan mesin kendaraan tersebut, unsur Pb terlepas ke udara. Sebagian akan membentuk partikulat di udara bebas dengan unsur-unsur lain,
sedangkan sebagian lainnya akan menempel dan diserap oleh daun tumbuh- tumbuhan yang ada disepanjang jalan dan sebagian diserap tanah Palar, 2008.
Toksisitas timbal di dalam tubuh manusia yaitu dengan menghambat aktivitas enzim yang terlibat dalam pembentukan hemoglobin. Hanya sebagian
kecil timbal dieksresikan lewat urin atau feses dan sebagian terikat oleh
Universitas Sumatera Utara
protein, sedangkan sebagian lagi terakumulasi dalam ginjal, hati, kuku, jaringan lemak dan rambut Widowati, dkk., 2008.
Menurut Widowati, dkk., 2008, senyawa timbal dalam konsentrasi tinggi yang terakumulasi ke dalam tubuh akan menimbulkan beberapa gejala,
antara lain: 1.
Gangguan gastrointestinal, seperti kram perut yang biasanya diawali dengan sembelit, mual, muntah-muntah dan sakit perut yang hebat.
2. Gangguan neurologi, seperti sakit kepala, bingung atau pikiran kacau dan
pingsan. 3.
Gangguan fungsi ginjal dan gagal ginjal yang akut dapat berkembang
dengan cepat. 2.5.2 Kadmium
Kadmium adalah logam putih keperakan, yang dapat melarut dengan lambat dalam asam encer dengan melepaskan hidrogen disebabkan potensial
elektrodanya yang negatif Svehla, 1979. Logam ini berasal dari hasil penambangan, hasil sampingan peleburan Zn
dan Pb, pabrik baterai, electroplating, pupuk, pestisida, limbah industri dan rumah tangga. Pelepasan logam ini dari limbah industri dan alam akan
menimbulkan pencemaran lingkungan di atmosfer, tanah, dan perairan Widowati, dkk., 2008.
Menurut Widowati, dkk., 2008, kadmium mempunyai sifat-sifat khusus seperti berikut:
Universitas Sumatera Utara
1. Mempunyai sifat tahan panas sehingga sangat bagus untuk campuran
pembuatan bahan-bahan keramik dan plastik. 2.
Sangat tahan terhadap korosi sehingga bagus untuk melapisi pelat besi dan baja.
Kadmium lebih mudah diakumulasi oleh tanaman dibandingkan dengan ion logam berat lainnya seperti timbal. Logam berat ini bergabung bersama
timbal dan merkuri sebagai the big three heavy metal yang memiliki tingkat bahaya tertinggi pada kesehatan manusia. Kadmium yang terdapat dalam tubuh
manusia sebagian besar diperoleh melalui makanan dan tembakau, hanya sejumlah kecil berasal dari air minum dan polusi udara. Menurut penelitian
yang dilakukan, pemasukan Cd melalui makanan adalah 10-40 mghari, sedikitnya 50 diserap oleh tubuh Widowati, dkk., 2008.
Kadmium belum diketahui fungsinya secara biologis dan dipandang sebagai toksisitas yang tinggi. Logam ini dalam dosis tunggal besar mampu
menginduksi gangguan saluran pencernaan, sedangkan dalam dosis rendah tetapi berulang kali bisa mengakibatkan gangguan fungsi ginjal. Senyawa
kadmium dalam konsentrasi tinggi yang terakumulasi ke dalam tubuh akan menimbulkan beberapa gejala, antara lain: lemah, lesu, sakit kepala, menggigil,
berkeringat, nyeri otot dan gangguan alat pencernaan Widowati, dkk., 2008.
Universitas Sumatera Utara
2.6 Spektrofotometri Serapan Atom
Prinsip dasar Spektrofotometri Serapan Atom adalah interaksi antara radiasi elektromagnetik dengan sampel. Spektrofotometri Serapan Atom
merupakan metode yang sangat tepat untuk analisis zat pada konsentrasi rendah. Teknik ini merupakan teknik yang paling umum dipakai untuk analisis
unsur yang didasarkan pada emisi dan absorbansi dari uap atom. Komponen kunci pada metode Spektrofotometri Serapan Atom adalah sistem alat yang
dipakai untuk menghasilkan uap atom dalam sampel Khopkar, 2008. Proses yang terjadi ketika dilakukan analisis dengan menggunakan
Spektrofotometri Serapan Atom dengan cara absorbsi yaitu penyerapan energi radiasi oleh atom-atom yang berada pada tingkat dasar. Atom-atom tersebut
menyerap radiasi pada panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat atom tersebut. Sebagai contoh timbal menyerap radiasi pada panjang gelombang
283,3 nm; kadmium pada 228,8 nm; magnesium pada 285,2 nm; natrium pada 589 nm serta kalium menyerap pada panjang gelombang 766,5 nm. Dengan
menyerap energi, maka atom akan memperoleh energi sehingga suatu atom dalam keadaan dasar dapat ditingkatkan menjadi ke tingkat eksitasi. Dasar
analisis ini yaitu dengan mengukur besarnya absorbsi oleh atom analit, maka konsentrasi analit tersebut dapat ditentukan Gandjar dan Rohman, 2007.
Cara analisis ini memberikan kadar total unsur logam dalam suatu sampel dan tidak tergantung pada bentuk molekul logam dalam sampel tersebut. Cara
ini cocok untuk analisis logam karena mempunyai kepekaan yang tinggi batas
Universitas Sumatera Utara
deteksi kurang dari 1 ppm, dan pelaksanaannya relatif sederhana Gandjar dan Rohman, 2007.
Mesin dengan sistem atomisasi ada beberapa macam yaitu dengan menggunakan nyala flame dan dengan menggunakan pembakaran graphite
furnace. Mesin yang menggunakan sistem nyala disebut flame atomic absorption spesctrophotometry, biasanya untuk mengukur logam dalam jumlah
relatif besar dalam ppm dan dapat juga digunakan untuk mengukur dalam jumlah yang kecil ppb dengan menggunakan alat tambahan berupa alat
generasi uap Darmono, 1995. Mesin dengan sistem pembakaran atau disebut graphite furnace atomic
absoption spectrophotometry, biasanya lebih sensitif dan alat ini sering disebut Zeman AAS yang dapat mengukur logam sampai ppb. Biasanya larutan yang
diperlukan hanya 1-100 µ l dengan temperatur pembakaran mencapai 3000
o
C pembakaran secara elektrik. Proses atomisasi dengan temperatur tinggi
tersebut dapat menyempurnakan proses pengatoman dari larutan sampel Darmono, 1995.
2.7 Instrumentasi Spektrofotometri Serapan Atom