48
Tabel 11. Wisaksono 2002 dan Soemirat 2005, mengklasifikasikan toksisitas akut bahan kimia terhadap manusia dengan menggunakan skala Hodge dan
Sterner, seperti ditunjukkan pada Tabel 12. Tabel 11 Klasifikasi toksisitas akut pada binatang
Toksisitas LD
50
LD Oral Mencit
mgkg bb
50
LC Dermal Mencit atau
Kelinci mgkg bb
50
Inhalasi Mencit mgm
3
4jam Berbahaya
Beracun Sangat beracun
200 – 2 000 25 – 200
25 400 – 2 000
50 – 400 50
2 000 – 20 000 500 – 2 000
500
Sumber: Wisaksono 2002.
Tabel 12 Klasifikasi toksisitas akut pada manusia No
Tingkat Toksisitas Dosis
1 2
3 4
5 6
Praktis tidak beracun Agak beracun
Toksisitas sedang Sangat beracun
Luar biasa beracun Super toksik
15 gkg bb 5 – 15 gkg bb
0.5 – 5 gkg bb 50 – 500 mgkg bb
5 – 50 mgkg bb 5 mgkg bb
Sumber: Wisaksono 2002, Soemirat 2005.
Menurut Soemirat 2005, taraf toksisitas Tabel 12 di atas dapat digunakan untuk menilai taraf toksisitas suatu racun yang sedang diuji-coba pada
berbagai organisme.
2.7 Dampak Pencemaran Air terhadap Ekosistem dan Kesehatan Manusia
Air sebagai komponen lingkungan hidup akan mempengaruhi dan dipengaruhi oleh komponen lainnya. Air yang kualitasnya buruk akan
mengakibatkan kondisi lingkungan hidup menjadi buruk, sehingga akan mempengaruhi kondisi kesehatan dan keselamatan manusia serta makhluk hidup
lainnya. Penurunan kualitas air akan menurunkan daya guna, hasil guna, produktivitas, daya dukung, dan daya tampung dari sumber daya air, yang pada
akhirnya akan menurunkan kekayaan sumber daya alam. Pencemaran sungai oleh limbah industri dan limbah domestik serta akibat
aktivitas manusia lainnya, berlangsung semenjak hadirnya bahan pencemar dalam air yang selanjutnya mengakibatkan efek pencemaran pada ekosistem sungai
tersebut. Menurut Santosa et al. 2000, akibat terjadinya pencemaran sungai maka keseimbangan sistem sungai akan bergeser ke arah keseimbangan baru
sehingga akan terjadi perbedaan fungsional dibanding keadaan semula. Perbedaan
49
ini disebut dampak pencemaran pada ekosistem sungai. Sungai yang tercemar air limbah akan menyebabkan menurunnya kadar oksigen terlarut dalam sungai
tersebut. Hal ini akan menyebabkan kehidupan organisme air yang membutuhkan oksigen terganggu dan mengurangi perkembangannya. Selain disebabkan
kekurangan oksigen, kematian kehidupan di dalam air dapat juga disebabkan oleh adanya zat beracun. Selain kematian pada ikan-ikan, dampak lainnya adalah
kerusakan pada tanamantumbuhan air. Menurut WHO 2006, bahan pencemar yang menimbulkan ancaman
terbesar pada lingkungan akuatik adalah air kotor, nutrien berlebih, senyawa organik, sampah, plastik, logam, hidrokarbon, dan hidrokarbon polisiklik
aromatik PAH. Air kotor yang tidak diolah yang berasal dari limbah domestik baik berupa limbah cair domestik yang berasal dari air cucian seperti sabun,
deterjen, minyak, dan pestisida maupun limbah cair domestik yang menghasilkan senyawa organik berupa protein, karbohidrat, lemak, dan asam nukleat akan
mengakibatkan penurunan kualitas air. Menurut Garno 2001, untuk menguraikan limbah tersebut diperlukan oksigen sehingga selama proses
penguraian limbah oksigen terlarut dalam perairan menurun dengan tingkat penurunan berbanding lurus dengan jumlah limbah yang diurai. Penguraian
limbah dapat menghasilkan senyawa lain yang berupa nutrien terutama fosfor dan nitrogen dan gas NH
3
dan H
2
Kehidupan organisme akuatik bergantung pada kandungan oksigen terlarut dalam air. Pada saat organisme akuatik mengkonsumsi bahan-bahan organik,
kandungan oksigen terlarut akan menurun. Penurunan kadar oksigen terlarut umumnya menyebabkan ikan mati. Limbah peternakan dan bahan organik adalah
sumber umum dari bahan-bahan yang butuh oksigen. Limbah organik, logam, dan nutrien yang dapat teroksidasi semuanya membutuhkan oksigen untuk
mendegradasi bahan-bahan tersebut. Jika kandungan bahan yang butuh oksigen cukup tinggi, maka oksigen terlarut yang tersedia untuk kehidupan akuatik
menurun yang mengakibatkan organisme akuatik mengalami tekanan atau kematian. Deplesi oksigen dapat menyebabkan masalah kualitas air pada badan-
S yang beracun bagi organisme lain. Limbah organik sebagian besar ada di lapisan bawah badan air, karenanya dampak
penguraian yang berupa penurunan oksigen terlarut dan timbulnya gas-gas beracun terjadi di lapisan bawah badan air dan mengakibatkan jatah oksigen bagi
biota air berkurang jumlahnya.
50
badan air. Penurunan kadar oksigen dalam air sering mengakibatkan peristiwa ikan mati masal akibat kekurangan oksigen Garno 2001; Salim 2002.
Keberadaan nutrien secara berlebihan dapat mengakibatkan pertumbuhan tak terkendali yang membahayakan kehidupan atau dapat bersifat toksik terhadap
beberapa bentuk kehidupan akuatik. Salah satu hasil penguraian limbah organik adalah nutrien dalam bentuk fosfor dan nitrogen yang siap diasimilasi oleh
tumbuhan air, termasuk fitoplankton. Pemasukkan pembuangan limbah organik yang terus menerus ke dalam suatu badan air akan memicu pertumbuhan
fitoplankton yang berlebihan sehingga air berwarna hijau pekat, fenomena ini disebut blooming Garno 2002. Fenomena blooming pada umumnya kurang
menguntungkan bagi organisme lain, utamanya di malam hari. Hal ini disebabkan di malam hari fitoplankton memerlukan oksigen untuk respirasi bagi yang hidup
dan dekomposisi bagi yang mati. Pada umumnya, fitoplankton berada pada lapisan atas badan air. Karenanya, kejadian blooming dapat mengakibatkan
menurunnya kandungan oksigen di lapisan atas badan air di malam hari. Nitrogen dalam bentuk N-NH
3
, N-nitrat, dan N-NO
2
umumnya berasal dari penggunaan pupuk secara berlebihan dan dapat memberikan dampak negatif pada
air permukaan jika konsentrasinya cukup tinggi. Molekul amoniak NH
3
Dalam tubuh manusia, nitrit akan bereaksi dengan haemoglobin dan menghambat aliran oksigen dalam darah. Amonia NH
bersifat sangat toksik terhadap organisme akuatik terutama ikan dan plankton. Amonia
dapat menaikkan pH air. Pada konsentrasi yang tinggi, amonia dapat menyebabkan eutrofikasi terhadap air. Amonia dalam jumlah besar dapat terurai
menjadi nitrit dan nitrat.
3
merupakan bentuk senyawaan nitrogen juga dapat memiliki beberapa dampak pada kualitas air
permukaan. Amonia diubah menjadi nitrat dan nitrit dalam proses yang disebut nitrifikasi. Proses ini memerlukan oksigen dalam jumlah besar dan dapat
membunuh ikan karena jumlah oksigen terlarut dalam air menjadi rendah. Nitrogen dalam bentuk nitrat mudah larut dalam air, dan keberadaannya secara
alami dalam air pada tingkat yang rendah. Air yang tercemar nitrat dengan konsentrasi tinggi dapat membahayakan kesehatan terutama pada anak-anak.
Orang dewasa memiliki toleransi nitrat yang lebih tinggi dalam air minum, namun studi menyarankan bahwa konsumsi air minum yang mengandung nitrat dapat
mengakibatkan beberapa bentuk kanker. Amonia pada konsentrasi 35 mgl di
51
dalam air akan menimbulkan aroma tidak enak. Konsentrasi 280 mgm
3
Hidrokarbon, bahan kimia organik, dan bahan industri dapat meracuni kehidupan organisme jika keberadaannya dengan konsentrasi cukup tinggi.
Bahan-bahan ini juga mudah bergerak, berada pada periode tertentu dalam keadaan toksik, dan terakumulasi pada sedimen. Efek toksik dari logam-logam
renik dapat mempengaruhi kehidupan hewan air. Logam renik yang paling umum di udara
menyebabkan iritasi tenggorokan, pada konsentrasi yang lebih tinggi dapat menyebabkan batuk, sukar bernafas dan mempengaruhi sistem syaraf.
Konsentrasi amonia yang tinggi di dalam darah dapat mempengaruhi sistem syaraf pusat.
Perairan yang banyak mengandung bahan organik tinggi mempunyai nilai BOD yang tinggi. Konsentrasi BOD yang tinggi menyebabkan kandungan
oksigen terlarut di dalam air menjadi rendah, akibatnya oksigen sebagai sumber kehidupan bagi biota air hewan dan tumbuhan tidak dapat terpenuhi sehingga
biota air tersebut menjadi mati. Selain itu, konsentrasi BOD yang tinggi juga menunjukkan jumlah mikroorganisme patogen juga banyak. Mikroorganisme
patogen dapat menimbulkan berbagai macam penyakit pada manusia. Karena itu, konsentrasi BOD yang tinggi di dalam air dapat menyebabkan berbagai penyakit
bagi manusia Rahman 1996. Limbah organik yang mengandung padatan terlarut yang tinggi dapat
menimbulkan kekeruhan dan mengurangi penetrasi cahaya matahari bagi biota fotosintetik. Sedimen berasal dari partikel-partikel tanah yang ringan yang
terbawa ke dalam aliran air dan danau, partikel-partikel tersuspensi dan padatan anorganik dan sisa-sisa bahan organik yang memasuki air melalui dasar sungai
dan tumpukan erosi dapat menyebabkan air menjadi keruh, kerusakan habitat akuatik, pertukaran kontaminan penyerap, tersumbatnya sistem drainase, dan
berdampak langsung pada organisme akuatik. Sedimen-sedimen yang mengisi aliran air, sungai, danau dan lahan basah dapat mempengaruhi kehidupan akuatik
dengan mematikan telur ikan dan larva. Kekeruhan secara berlebihan mereduksi penetrasi cahaya dalam air, merusak penglihatan ikan untuk mencari makanan,
menyumbat insang ikan, dan meningkatkan biaya untuk pengolahan air minum. Sedimen-sedimen halus juga berperan sebagai pemicu terjadinya tranpormasi
pencemar-pencemar lain mendekati permukaan air termasuk nutrien, logam- logam renik, dan hidrokarbon.
52
ditemukan dari limpasan perkotaan adalah timbale Pb, seng Zn, dan tembaga Cu. Logam –logam tersebut berasal dari proses galvanisasi, pelapisan krom, dan
operasi industri lainnya di daerah perkotaan. Kualitas air juga berpengaruh langsung terhadap kesehatan, mengingat sifat
air yang mudah sekali terkontaminasi oleh berbagai mikroorganisme dan mudah sekali melarutkan berbagai materi. Kondisi sifat air tersebut menyebabkan air
mudah sekali berfungsi sebagai media penyalur atau penyebar penyakit. Menurut KLH 2005b, peran air sebagai pembawa penyakit menular, meliputi 1 air
sebagai media untuk hidup mikroba patogen, 2 air sebagai sarang insekta penyebar penyakit, 3 jumlah air bersih yang tersedia tidak cukup, sehingga
manusia yang bersangkutan tidak dapat membersihkan dirinya, dan 4 air sebagai media untuk hidup vektor penyebar penyakit.
Ada beberapa penyakit yang masuk dalam kategori water borne diseases, yaitu penyakit-penyakit yang dibawa oleh air. Penyakit tersebut hanya dapat
menyebar apabila mikroba penyebabnya dapat masuk ke dalam sumber air yang dipakai masyarakat untuk memenuhi kebutuhannya sehari-hari. Masuknya bahan
pencemar dari sumber pencemar ke manusia pada umumnya tidak terjadi secara langsung, tetapi lebih banyak melalui media jaring-jaring makanan. Gambaran
perjalanan bahan pencemar sampai ke manusia disajikan pada Gambar 3.
Gambar 3 Gambaran perjalanan bahan pencemar limbah sampai ke manusia. Sumber: KLH 2005b
Domestik Industri
Pertanian Pertambangan
Sungai Laut
Air Tanah
Irigasi Tambak
Air Minum Pertanian
Perikanan Pitoplankton
Zooplankton
Ikan, bentos dan lainnya
Manusia
53
Mengalirnya limbah yang mengandung logam berat ke perairan telah menjadi permasalahan lingkungan yang serius karena berdampak pada kesehatan
manusia dan makhluk hidup lainnya. Polutan tersebut dalam jumlah yang signifikan masuk dalam sistem akuatik antara lain sebagai hasil aktivitas beragam
industri, seperti elektroplating, industri elektronik, cat, paduan logam, baterai, dan industri pestisida. Polutan logam berat yang mencemari lingkungan perairan
antara lain arsen As, kadmium Cd, kromium Cr, tembaga Cu, timbal Pb, merkuri Hg, nikel Ni, selenium Se, kobalt Co, dan seng Zn.
Menurut Widowati 2008, logam bersifat toksik karena tidak bisa dihancurkan oleh organisme hidup yang ada di lingkungan sehingga logam-logam
tersebut terakumulasi ke lingkungan, terutama mengendap di dasar perairan dan membentuk senyawa kompleks bersama bahan organik dan anorganik.
Keberadaan logam berat dalam air akan membahayakan orang yang mengkonsumsinya. Kadmium meskipun dalam dosis kecil, bisa menimbulkan
keracunan. Akumulasi kadmium dalam jaringan tubuh akan mengganggu fungsi ginjal, lambung, dan merapuhkan tulang. Akumulasi timbal dapat merusak
jaringan syaraf, fungsi ginjal, sistem reproduksi, dan gangguan pada otak sehingga dapat mengakibatkan gangguan kecerdasan dan mental. Demikian pula
merkuri, jika terakumulasi dalam tubuh, akan meracuni sel-sel tubuh, merusak ginjal, hati, dan saraf, serta menimbulkan cacat mental.
Daya racun yang dimiliki akan bekerja sebagai penghalang kerja enzim, sehingga proses metabolisme tubuh
terputus. Menurut Nordberg et al. 1986, logam berat jika terserap ke dalam tubuh maka tidak dapat dihancurkan tetapi akan tetap tinggal di dalamnya hingga
nantinya dibuang melalui proses ekskresi. Hal serupa juga terjadi apabila suatu lingkungan terutama perairan telah terkontaminasi logam berat, maka proses
pembersihannya akan sulit sekali dilakukan. Menurut Widowati et al. 2008, toksisitas logam berat dapat
dikelompokkan menjadi tiga, yaitu 1 bersifat toksik tinggi, terdiri atas unsur Hg, Cd, Pb, Cu, dan Zn; 2 bersifat toksik sedang, terdiri atas unsur Cr, Ni, dan Co;
dan 3 bersifat toksik rendah, terdiri atas unsur Mn dan Fe. Urutan toksisitas logam berat terhadap hewan air adalah Hg
2+
Cd
2+
Zn
2+
Pb
2+
Cr
2+
Ni
2+
Co
2+
, sedangkan urutan toksisitas terhadap manusia adalah Hg
2+
Cd
2+
Ag
+
Ni
2+
Pb
2+
As
2+
Cr
2+
Sn
2+
Zn
2+
.
54
Merkuri Hg merupakan satu-satunya logam yang berbentuk cair pada suhu kamar dan mempunyai titik beku terendah dari semua logam -39
o
C. Merkuri banyak digunakan untuk berbagai keperluan seperti industri klor-alkali, alat-alat
listrik, cat, katalis, dan industri kertas. Merkuri yang terbuang ke sungai atau badan air dapat mengkontaminasi ikan dan biota air lainnya termasuk ganggang
dan tanaman air. Ikan-ikan dan biota air tersebut kemudian dikonsumsi manusia sehingga manusia dapat terakumulasi merkuri di dalam tubuhnya. FDA
menetapkan batasan kandungan merkuri maksimum adalah 0.005 ppm untuk air dan 0.5 ppm untuk makanan, sedangkan WHO menetapkan batasan maksimum
yang lebih rendah yaitu 0.1 ppb untuk air Fardiaz 1992. Peristiwa keracunan Hg telah dikenal cukup lama. Keracunan Hg pertama
sekali dilaporkan terjadi di Minamata, Jepang pada tahun 1953. Kontaminasi serius juga pernah diukur di Kali Surabaya tahun 1996 dan teluk Buyat tahun
2004. Sebagai hasil dari kuatnya interaksi antara Hg dan komponen tanah lainnya, penggantian bentuk merkuri dari satu bentuk ke bentuk lainnya, selain gas
biasanya sangat lambat. Proses metilisasi merkuri biasanya terjadi di alam di bawah kondisi terbatas, membentuk satu dari sekian banyak elemen berbahaya,
karena dalam bentuk ini merkuri sangat mudah terakumulasi pada rantai makanan. Penggunaan fungisida alkilmerkuri dalam pembenihan tidak diijinkan
di banyak negara, karena berbahaya. Keracunan Hg terutama disebabkan oleh konsumsi ikan yang tercemar Hg. Tabel 13 menunjukkan lima keracunan merkuri
yang menelan korban cukup banyak dan terjadi sampai tahun 1968. Tabel 13 Peristiwa keracunan merkuri yang terbesar tahuan 1960-an
Lokasi Tahun
Dampak
Minamata - Jepang 1953 - 1960
43 orang meninggal, 68 orang cidera
Irak 1961
35 orang meninggal, 321 orang cidera
Pakistan Barat 1963
4 orang meninggal, 34 cidera Guatemala
1966 20 orang meninggal, 45 orang
cidera Nigata - Jepang
1968 5 orang meninggal, 25 orang cidera
Sumber : Fardiaz 1992, Palar 2004.
Timbal Pb masuk ke dalam lingkungan perairan sebagai dampak dari aktivitas manusia, seperti air buangan dari industri yang berkaitan dengan Pb, air
buangan dari pertambangan biji timah hitam dan buangan sisa industri baterai.
55
Secara alamiah, Pb juga dapat masuk ke badan perairan melalui pengkristalan Pb di udara dengan bantuan air hujan, proses korofikasi batuan mineral akibat
hempasan gelombang dan angin. Senyawa Pb yang berada dalam perairan dapat ditemukan dalam bentuk ion-ion divalen atau tetravalen Pb
2+
, Pb
4+
. Timbal merupakan logam berat yang sangat beracun, dapat dideteksi secara
praktis pada seluruh benda mati di lingkungan dan seluruh sistem biologis. Lingkungan perairan yang telah kemasukan senyawa atau ion-ion Pb melebihi
konsentrasi ambang, dapat mengakibatkan kematian bagi biota perairan tersebut. Konsentrasi Pb yang mencapai 188 mgl dapat membunuh ikan-ikan. Sumber
utama timbal adalah bersal dari komponen gugus alkil timbal yang digunakan sebagai bahan additive bensin. Komponen ini beracun terhadap seluruh aspek
kehidupan. Timbal menunjukkan beracun pada sistem saraf, hemetologic, hemetotoxic dan mempengaruhi kerja ginjal. Konsumsi mingguan elemen ini
yang direkomendasikan oleh WHO toleransinya bagi orang dewasa adalah 50 μgkg berat badan dan untuk bayi atau anak-anak 25 μgkg berat badan.
Konsentrasi Pb dalam darah dapat dijadikan sebagai indikator gejala keracunan Pb. Gejala keracunan Pb berkisar antara 60 sampai 100
μg per 100 ml darah untuk orang dewasa. Tabel 14, menunjukkan konsentrasi Pb dalam darah dibedakan atas
empat kategori, yaitu normal, dapat diterima, berlebihan, dan berbahaya. Tabel 14 Empat kategori Pb dalam darah orang dewasa
Kategori
μ
g Pb100 ml Darah
Deskripsi
A Normal 40
Tidak terkena paparan atau tingkat paparan normal
B dapat ditoleransi 40-80
Pertambahan penyerapan dari keadaan terpapar tetapi masih bisa ditoleransi
C berlebih 80-120
Kenaikan penyerapan dari keterpaparan yang banyak dan mulai
memperlihatkan tanda-tanda keracunan
D tingkat bahaya 120
Penyerapan mencapai tingkat bahaya dengan tanda-tanda keracunan ringan
sampai berat
Sumber: Palar 2004.
Kadmium dan bermacam-macam bentuk persenyawaannya dapat masuk ke lingkungan, sebagai akibat aktivitas manusia. Kandungan kadmium dapat
dijumpai pada daerah-daerah penimbunan sampah dan aliran air hujan, selain dalam air buangan. Dalam badan perairan, kelarutan Cd dalam konsentrasi
56
tertentu dapat membunuh biota perairan. Biota-biota yang tergolong bangsa udang-udangan crustacea akan mengalami kematian dalam selang waktu 24 –
504 jam bila dalam badan perairan di mana biota ini hidup terlarut logam Cd atau persenyawaannya pada rentang konsentrasi 0.005 – 0.15 ppm.
Kadmium Cd merupakan 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. Secara prinsipil pada konsentrasi rendah berefek
terhadap gangguan pada paru-paru, emphysema dan renal turbular disease yang kronis. Jumlah normal kadmium di tanah berada di bawah 1 ppm, tetapi angka
tertinggi 1700 ppm dijumpai pada permukaan sample tanah yang diambil di dekat pertambangan biji seng Zn. Kadmium lebih mudah diakumulasi oleh
tanaman dibandingkan dengan ion logam berat lainnya seperti timbal. Menurut badan dunia FAOWHO, konsumsi per minggu yang ditoleransikan bagi manusia
adalah 400-500 μg per orang atau 7 μg per kg berat badan.
2.8 Analisis Risiko Kesehatan