Hubungan Kadar Kadmium (Cd) Pada Air Sumur Dengan Tekanan Darah Masyarakat di Desa Namo Bintang Kabupaten Deli Serdang Tahun 2016
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Air
2.1.1 Pengertian Air
Air merupakan senyawa kimia yang sangat penting bagi kehidupan umat
manusia dan makhluk hidup lainnya dengan fungsi yang tidak akan dapat digantikan
oleh senyawa lain. Hampir seluruh kegiatan yang dilakukan manusia membutuhkan
air, mulai dari membersihkan diri, membersihkan tempat tinggalnya, menyiapkan
makanan dan minuman sampai dengan aktivitas-aktivitas lainnya (Achmad, 2004).
Berdasarkan Permenkes RI No. 416/MENKES/PER/IX/1990 tentang syaratsyarat dan pengawasan kualitas air bahwa yang dimaksud dengan air bersih adalah air
yang digunakan untuk keperluan sehari-hari yang kualitasnya memenuhi syarat
kesehatan dan dapat diminum apabila telah dimasak. Sedangkan air minum adalah air
yang kualitasnya memenuhi syarat dan dapat diminum langsung.
Di Indonesia, jumlah dan pemakaian air bersumber pada air tanah, air
permukaan dan air atmosfer yang ketersediannya sangat ditentukan oleh air atmosfer
atau sering dikenal dengan air hujan (Kusnoputranto, 2000).
2.1.2 Sumber Air
Air yang berada di permukaan bumi dapat berasal dari berbagai sumber.
Berdasarkan letak sumbernya, air dapat dibagi menjadi air angkasa, air permukaan
dan air tanah (Chandra, 2006).
8
Universitas Sumatera Utara
9
2.1.2.1 Air Angkasa (Hujan)
Air angkasa atau air hujan merupakan sumber utama air di bumi. Walau pada
saat prepitasi merupakan air yang paling bersih, air tersebut cenderung mengalami
pencemaran ketika berada di atmosfer yang disebabkan oleh partikel debu,
mikroorganisme, dan gas, misalnya karbondioksida, nitrogen, dan amonia.
2.1.2.2 Air Permukaan
Air permukaan yang meliputi badan-badan air semacam sungai, danau, telaga,
waduk, rawa, terjun, sumur permukaan, sebagian besar berasal dari hujan yang jatuh
ke permukaan bumi. Air hujan tersebut kemudian akan mengalami pencemaran baik
oleh tanah, sampah, maupun lainnya.
2.1.2.3 Air Tanah
Air tanah berasal dari air hujan yang jatuh ke permukaan bumi kemudian
mengalami perkolasi atau penyerapan ke dalam tanah dan mengalami proses filtrasi
secara alamiah. Presipitasi membuat air tersebut bergerak ke permukaan tanah dalam
bentuk hujan, salju, dan lain-lain. Setelah kembali ke permukaan tanah, air kembali
melewati siklus air melalui satu atau beberapa tahapan berikut ini :
1.
Evaporasi langsung kembali ke atmosfer
Air akan kembali membentuk uap / awan dan pada akhirnya akan jatuh
kembali ke permukaan tanah.
Universitas Sumatera Utara
10
2.
Aliran ke permukaan badan air
Air mengalir diatas permukaan tanah menuju kolam, parit, danau atau lautan.
Air dari badan air akan berevaporasi kembali ke atmosfer, atau pada anak sungai /
parit dan akan berlanjut mengalir ke lautan.
3.
Meresap ke dalam tanah
Air dapat diserap oleh tumbuh-tumbuhan dan kemudian dikembalikan ke
atmosfer dalam bentuk uap air setelah melewati transpirasi tanaman.
Air tanah memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan sumber air lain.
Pertama, air tanah biasanya bebas dari kuman penyakit dan tidak perlu mengalami
proses purifikasi atau penjernihan. Persediaan air tanah juga cukup tersedia sepanjang
tahun, saat musim kemarau sekalipun. Sementara itu, air tanah juga memiliki
beberapa kerugian atau kelemahan dibandingkan dengan sumber air lainnya. Air
tanah mengandung zat-zat mineral dalam konsentrasi yang tinggi dari zat-zat mineral
seperti magnesium, kalsium dan logam berat seperti besi yang dapat menyebabkan
kesadahan air. Selain itu, untuk mengisap dan mengalirkan air ke atas permukaan
diperlukan pompa.
2.1.3 Syarat Air Bersih
Berdasarkan Permenkes RI No.416/MENKES/PER/IX/1990 tentang syaratsyarat pengawasan kualitas air, syarat-syarat air bersih antara lain :
1. Persyaratan Biologis
Universitas Sumatera Utara
11
Persyaratan biologis berarti air bersih itu tidak mengandung mikroorganisme
yang nantinya menjadi infiltran tubuh manusia. Mikroorganisme itu dapat dibagi
dalam empat bagian, yaitu parasit, bakteri, virus, dan kuman. Dari keempat jenis
mikroorganisme tersebut umumnya yang menjadi parameter kualitas air adalah
bakteri seperti Eschericia coli.
2. Persyaratan Fisik
Persyaratan fisik air bersih terdiri dari kondisi fisik air pada umumnya, yakni
derajat keasaman, suhu, kejernihan, warna, dan bau. Aspek fisik ini selain penting
untuk aspek kesehatan langsung yang terkait dengan kualitas fisik seperti suhu dan
keasaman, tetapi juga penting untuk menjadi indikator tidak langsung pada
persyaratan biologis dan kimia, seperti warna air dan bau.
3. Persyaratan Kimia
Persyaratan kimia menjadi penting karena banyak sekali kandugan kimiawi
air yang memberi akibat buruk pada kesehatan karena tidak sesuai dengan proses
biokimiawi tubuh. Bahan kimia seperti nitrat, arsenik, dan berbagai macam logam
berat khususnya air raksa, timah hitam, dan kadmium dapat menjadi gangguan pada
tubuh dan berubah menjadi racun.
4. Persyaratan Radioaktif
Persyaratan radioaktif sering juga dimasukkan sebagai bagian persyaratan
fisik, namun sering dipisahkan karena jenis pemeriksaannya sangat berbeda,dan pada
wilayah tertentu menjadi sangat serius seperti di sekitar reaktor nuklir.
Universitas Sumatera Utara
12
2.1.4 Pemanfaatan Air
Dari sekian banyak manfaat air, jumlah air yang benar-benar dikonsumsi
hanya sebagian kecil saja, yakni yang tergolong penyediaan air minum/bersih.
Namun demikian dari kelompok ini pun, yang benar dikonsumsi sangat sedikit.
Misalnya saja, orang hanya minum 2 liter/orang/hari, demikian pula jumlah air yang
dikonsumsi hewan atau tumbuhan, hanya sedikit saja. Sebagian besar hanya
digunakan sebagai media. Misalnya, penyediaan air bersih ini sebagian besar akan
kembali kealam sebagai air bekas cucian, bekas membersihkan rumah, bekas
menggelontor kotoran, bekas mandi, dll (Soemirat,2009).
Adapun kegunaan air adalah :
1.
Air untuk minum
2.
Air untuk keperluan rumah tangga
3.
Air untuk industri
4.
Air untuk mengairi sawah
5.
Air untuk kolam perikanan, dll (Wardhana,2001)
Di dalam tubuh manusia sendiri, air berkisar antara 50-70% dari seluruh berat
badan. Air diperlukan untuk menurunkan berbagai jenis zat yang diperlukan tubuh.
Sebagai contoh, oksigen perlu dilarutkan dahulu, sebelum dapat memasuki pembuluh
darah yang ada di sekitar alveoli. Segala reaksi biokimia di dalam tubuh
manusia/hewan terlaksana di dalam lingkungan air. Air sebagai bahan pelarut,
membawa segala jenis makanan ke seluruh tubuh. Ringkasnya, dalam segala fungsi
kehidupan seperti bereaksi terhadap segala stimulus, tumbuh, bermetabolisme,
Universitas Sumatera Utara
13
bereproduksi, air selalu memegang peranan penting. Kekurangan air menyebabkan
penyakit batu ginjal dan kandung kemih, karena terjadi kristalisasi unsur-unsur yang
ada di dalam cairan tubuh.
2.1.5 Sarana Air Bersih
2.1.5.1 Sumur
Sumur merupakan sumber utama persediaan air bersih bagi penduduk yang
tinggal di daerah pedesaan maupun di perkotaan Indonesia. Secara teknis sumur dapat
dibagi menjadi 2 jenis, yaitu:
a. Sumur Gali
Sumur gali adalah satu konstruksi sumur yang paling umum dan meluas
dipergunakan untuk mengambil air tanah bagi masyarakat kecil dan rumah-rumah
perorangan sebagai air minum dengan kedalaman 7-10 meter dari permukaan tanah.
Sumur gali menyediakan air permukaan tanah, oleh karena itu dengan mudah terkena
kontaminasi
melalui
rembesan. Umumnya,
rembesan
berasal
dari
tempat
pembuangan kotoran manusia dan hewan, juga dari limbah sumur itu sendiri (Depkes
RI, 1985).
Dipandang dari segi kesehatan, penggunaan sumur gali kurang baik bila cara
pembuatannya tidak benar-benar diperhatikan. Untuk memperkecil kemungkinan
terjadinya pencemaran, dapat diupayakan pencegahannya, yaitu dengan cara
memperhatikan syarat-syarat fisik dari sumur tersebut yang didasarkan atas
kesimpulan dari pendapat beberapa pakar di bidang ini, diantaranya lokasi sumur
tidak kurang dari 10 meter dari sumber pencemar, dinding sumur (cincin) minimal
Universitas Sumatera Utara
14
dengan kedalaman 3 meter dari permukaan tanah dan terbuat dari bahan kedap air,
lantai sumur sekurang-kurangnya berdiameter 1 meter jaraknya dari dinding sumur
dan kedap air, saluran pembuangan air limbah (SPAL) minimal 10 meter dan
permanen, tinggi bibir sumur minimal 0,8 meter dari permukaan tanah, memiliki
tutup sumur yang kuat dan rapat (Entjang, 2000).
b. Sumur Bor
Dengan cara pengeboran, lapisan air tanah yang lebih dalam ataupun lapisan
tanah yang jauh dari tanah permukaan dapat dicapai sehingga sedikit dipengaruhi
kontaminasi. Umumnya, air dari sumur bor bebas dari pengotoran mikrobiologi dan
secara langsung dapat dipergunakan sebagai air minum (Depkes RI, 1985)
Menurut Chandra (2007), berdasarkan kedalamannya sumur terbagi dua yaitu:
a. Sumur Dangkal (shallow well)
Sumur ini memiliki sumber air yang berasal dari resapan air hujan di atas
permukaan bumi terutama di daerah dataran rendah. Jenis sumur ini banyak terdapat
di Indonesia dan mudah sekali terkontaminasi air kotor yang berasal dari kegiatan
mandi-cuci-kakus (MCK) sehingga persyaratan sanitasi yang ada perlu sekali
diperhatikan.
b. Sumur Dalam (deep well)
Sumur ini memiliki sumber air yang berasal dari proses purifikasi alami air
hujan oleh lapisan kulit bumi menjadi air tanah. Sumber airnya tidak terkontaminasi
dan memenuhi persyaratan sanitasi.
Universitas Sumatera Utara
15
2.1.6 Peranan Air Dalam Penyebaran Penyakit
2.1.6.1 Penyakit Menular
Menurut Slamet (2007), air merupakan bagian dari lingkungan yang tidak
dapat terpisahkan dari kehidupan manusia. Dalam penggunaannya, air dapat menjadi
penyebab terjadinya penyakit yang dibagi ke dalam 4 (empat) cara yaitu :
1. Air Sebagai Penyebar Mikroba Patogen (Water Borne Disease)
Penyakit disebarkan secara langsung oleh air dan hanya dapat menyebar apabila
mikroba penyebab terjadinya penyakit masuk ke dalam sumber air yang digunakan
masyarakat untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari. Jenis mikroba yang ada di
dalam air yaitu virus, bakteri, protozoa dan metazoa. Penyakit yang disebabkan
karena mikroba patogen ini seperti cholera, thypus abdominalis, hepatitis A,
poliomyelitis, disentri. Keluhan yang dapat muncul seperti mencret dan kotoran
berlendir.
2 . Air Sebagai Sarang Vektor Penyakit (Water Related Insecta Vector)
Air dapat berperan sebagai sarang insekta yang menyebarkan penyakit pada
masyarakat. Insekta sedemikian disebut sebagai vektor penyakit. Vektor penyakit
yang sedemikian dapat mengandung penyebab penyakit. Penyebab penyakit dalam
tubuh vektor dapat berubah bentuk, berubah fase pertumbuhan atau pun bertambah
banyak atau tidak mengalami perubahan apa-apa. Penyakit yang dapat muncul
seperti filariasis, demam berdarah, malaria.
Universitas Sumatera Utara
16
3. Kurangnya Penyediaan Air Bersih (Water Washed Disease)
Kurang tersedianya air bersih untuk menjaga kebersihan diri, dapat menimbulkan
berbagai penyakit kulit dan mata. Hal ini terjadai karena bakteri yang ada pada
kulit dan mata mempunyai kesempatan untuk berkembang. Keluhan yang dapat
muncul seperti kulit merah, gatal-gatal dan mata merah, gatal dan berair.
4. Air Sebagai Sarang Hospes Sementara (Water Based Disease)
Penyakit ini memiliki host perantara yang hidup di dalam air. Penyakit yang dapat
muncul adalah schistosomiasis dan dracontiasis.
2.1.6.2 Penyakit Tidak Menular
Air dapat menimbulkan kerugian dan gangguan yang disebabkan oleh bahanbahan kimia atau zat radioaktif yang ada di dalam air, terutama logam berat. Logamlogam berat hasil buangan limbah industri menimbulkan kasus pada beberapa daerah
atau negara, misalnya keracunan merkuri (Hg) yang menyebabkan cacat bawaan pada
bayi yang dikenal sebagai penyakit Minamata di Jepang, logam kadmium (Cd) yang
dapat menyebabkan kenaikan darah karena kadmium (Cd) mempengaruhi kinerja otot
polos pembuluh darah secara langsung maupun tidak langsung lewat ginjal, bahkan
kerusakan dan penghambatan kinerja sistem fisiologis tubuh, kerja paru-paru, liver,
kemandulan, serta imunitas juga syaraf dan kerapuhan pada tulang (Effendi, 2007).
Besi (Fe) dan mangan (Mn) merupakan logam yang sering bersamaan
keberadaannya di alam maupun dalam air. Logam ini dibutuhkan tubuh dalam jumlah
kecil. Kelebihan logam ini dapat menimbulkan efek-efek kesehatan, seperti serangan
jantung, gangguan pembuluh darah bahkan kanker hati. Logam ini bersifat akumulatif
Universitas Sumatera Utara
17
terutama di organ penyaringan sehingga dapat mengganggu fungsi fisiologis tubuh
(Wardhana, 2004).
Adanya sulfat dalam jumlah besar yang berkaitan dengan magnesium pada air
minum dapat menimbulkan reaksi laxative. Selain itu sifat korosif air terhadap logam
akan lebih besar dengan adanya sulfat dengan kadar yang tinggi. Pada umumnya
sulfat tidak dihilangkan pada proses pengolahan air minum, bahkan kadar sulfat ini
dapat meningkat karena penggunaan alumunium sulfat untuk flokulasi kimiawi pada
penjernihan air. Walau pengaruhnya tidak sebesar senyawa khlorida dan karbonat,
sulfat juga mempengaruhi rasa air minum (Slamet, 2004).
2.2 Pencemaran Air
Dewasa ini air menjadi masalah yang perlu mendapat perhatian yang seksama
dan cermat. Untuk mendapatkan air yang baik, sesuai dengan standar tertentu, saat ini
menjadi barang mahal karena air sudah banyak tercemar oleh bermacam-macam
limbah dari hasil kegiatan manusia, baik limbah dari kegiatan rumah tangga, limbah
kegiatan industri dan kegiatan-kegiatan lainnya (Wardhana, 2001).
Menurut Peraturan Pemerintah No. 82 Tahun 2001, pencemaran air adalah
masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi, dan atau komponen lain
ke dalam air oleh kegiatan manusia, sehingga kualitas air turun sampai ke tingkat
tertentu yang menyebabkan air tidak dapat berfungsi sesuai dengan peruntukannya.
Universitas Sumatera Utara
18
2.2.1 Polutan Air
Menurut Effendi (2003), polutan dikelompokkan menjadi dua berdasarkan
cara masuknya ke dalam lingkungan, yaitu :
1.
Polutan Alamiah
Polutan memasuki lingkungan (badan air) secara alami, misalnya akibat
letusan gunung berapi, tanah longsor, banjir, dan fenomena alam lainnya.
2.
Polutan Antropogenik
Polutan yang masuk ke lingkungan (badan air) akibat aktivitas manusia,
misalnya kegiatan domestik (rumah tangga), kegiatan perkotaan, maupun kegiatan
industri.
Berdasarkan sifat toksiknya, polutan dibedakan menjadi dua yaitu :
1.
Polutan Toksik
Polutan ini biasanya bukan berupa bahan-bahan yang alami, misalnya
pestisida, detergen, dan bahan artifisial lainnya. Polutan ini dapat mengakibatkan
kematian (lethal) maupun bukan kematian (sub-lethal), misalnya terganggunya
pertumbuhan, tingkah laku, dan karakteristik morfologi berbagai organisme akuatik.
2.
Polutan Tidak Toksik
Polutan ini biasanya telah berada pada ekosistem secara alami yang terdiri
dari bahan-bahan tersuspensi dan nutrien (unsur hara). Bahan tersuspensi dapat
mempengaruhi sifat fisika perairan, antara lain meningkatkan kekeruhan sehingga
menghambat penetrasi cahaya matahari. Keberadaan nutrien (unsur hara) yang
berlebihan dapat memicu terjadinya eutrofikasi perairan dan pertumbuhan mikroalga
Universitas Sumatera Utara
19
dan tumbuhan air secara pesat, yang dapat mengganggu keseimbangan ekosistem
akuatik secara keseluruhan.
2.2.2 Indikator Pencemaran Air
Indikator atau tanda bahwa air lingkungan telah tercemar adalah adanya
perubahan atau tanda yang dapat diamati yang digolongkan menjadi :
1.
Pengamatan secara fisis, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan tingkat
kejernihan air (kekeruhan), perubahan suhu, adanya perubahan warna, bau dan
rasa.
2.
Pengamatan secara kimiawi, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan zat
kimia yang terlarut, perubahan pH.
3.
Pengamatan secara biologis, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan
mikroorganisme yang ada di dalam air, terutama ada tidaknya bakteri patogen.
Indikator yang umum diketahui pada pemeriksaan pencemaran air adalah pH
atau konsentrasi ion hidrogen, oksigen terlarut (Dissolved Oxygen), kebutuhan
oksigen biokimia (Biochemical Oxygen Demand), serta kebutuhan oksigen kimiawi
(Chemical Oxygen Demand).
1. pH atau konsentrasi ion hidrogen
Air normal yang memenuhi syarat untuk suatu kehidupan mempunyai pH
sekitar 6,5 – 7,5. Air akan bersifat asam atau basa tergantung besar kecilnya pH. Bila
pH di bawah normal, maka air tersebut bersifat asam, sedangkan air yang mempunyai
pH di atas normal akan bersifat basa. Air limbah dan bahan buangan industri akan
mengubah pH air yang akhirnya akan mengganggu kehidupan biota akuatik. Sebagian
Universitas Sumatera Utara
20
besar biota akuatik sensitif terhadap perubahan pH dan menyukai pH antara 7 – 8,5
(Effendi, 2003).
2. Oksigen terlarut (Dissolved Oxygen)
Tanpa adanya oksigen terlarut, banyak mikroorganisme dalam air tidak dapat
hidup karena oksigen terlarut digunakan untuk proses degradasi senyawa organik
dalam air. Oksigen dapat dihasilkan dari atmosfir atau dari reaksi fotosintesa alga.
Oksigen yang dihasilkan dari reaksi fotosintesis alga tidak efisien, karena oksigen
yang terbentuk akan digunakan kembali oleh alga untuk proses metabolisme pada
saat tidak ada cahaya. Kelarutan oksigen dalam air tergantung pada temperatur dan
tekanan atmosfir (Warlina, 1985).
Kadar oksigen terlarut yang tinggi tidak menimbulkan pengaruh fisiologis
bagi manusia. Ikan dan organisme akuatik lain membutuhkan oksigen terlarut dalam
jumlah cukup banyak. Kebutuhan oksigen ini bervariasi antar organisme. Keberadaan
logam berat yang berlebihan di perairan akan mempengaruhi sistem respirasi
organisme akuatik, sehingga pada saat kadar oksigen terlarut rendah dan terdapat
logam berat dengan konsentrasi tinggi, organisme akuatik menjadi lebih menderita
(Effendi, 2003).
3. Kebutuhan Oksigen Biokimia (Biochemical Oxygen Demand)
Dekomposisi bahan organik terdiri atas 2 tahap, yaitu terurainya bahan
organik menjadi anorganik dan bahan anorganik yang tidak stabil berubah menjadi
bahan anorganik yang stabil, misalnya ammonia mengalami oksidasi menjadi nitrit
atau nitrat (nitrifikasi). Pada penentuan nilai BOD, hanya dekomposisi tahap pertama
Universitas Sumatera Utara
21
yang berperan, sedangkan oksidasi bahan organik (nitrifikasi) dianggap sebagai zat
pengganggu. Dengan demikian, BOD adalah banyaknya oksigen yang dibutuhkan
oleh mikroorganisme dalam lingkungan air untuk memecah (mendegradasi) bahan
buangan organik yang ada dalam air menjadi karbondioksida dan air.
Jumlah mikroorganisme dalam air lingkungan tergantung pada tingkat
kebersihan air. Air yang bersih relatif mengandung mikroorganisme lebih sedikit
dibanding yang tercemar. Air yang telah tercemar oleh bahan buangan yang bersifat
antiseptik atau bersifat racun, seperti fenol, kreolin, deterjen, insektisida, dan
sebagainya, jumlah mikroorganismenya juga relatif sedikit (Effendi, 2003).
4. Kebutuhan Oksigen Kimiawi (Chemical Oxygen Demand)
COD adalah jumlah oksigen yang diperlukan agar bahan buangan yang ada
dalam air dapat teroksidasi melalui reaksi kimia, baik yang dapat didegradasi secara
biologis maupun yang sukar didegradasi. Jika pada perairan terdapat bahan organik
yang resisten terhadap degradasi biologis, misalnya tannin, fenol, polisakarida, dan
sebagainya, maka lebih cocok dilakukan pengukuran COD daripada BOD (Effendi,
2003).
2.2.3 Sumber Pencemaran Air
Menurut (Mukono, 2006), terdapat beberapa sumber pencemaran air yaitu:
1.
Domestik (Rumah Tangga) berasal dari pembuangan air kotor dari kamar mandi,
kakus, dan dapur.
Universitas Sumatera Utara
22
2.
Industri, Polutan yang dihasilkan tergantung pada jenis industrinya. Jenis polutan
yang dapat mencemari air tergantung pada bahan baku, proses industri, bahan
bakar, dan sistem pengelolaan limbah cair yang digunakan oleh industri tersebut.
3.
Pertanian dan Perkebunan
Polutan airnya dapat berupa :
a.
Zat kimia, misalnya berasal dari penggunaan pupuk dan pestisida.
b.
Mikrobiologi, misalnya virus, bakteri, parasit yang berasal dari kotoran ternak
dan cacing tambang di lokasi pertanian.
c.
Zat radioaktif, berasal dari penggunaannya dalam proses pematangan buah,
mendapatkan bibit unggul, dan mempercepat pertumbuhan tanaman.
Polutan air dapat dikelompokkan sebagai berikut :
a.
Fisik
Pasir atau lumpur yang tercampur dalam limbah air.
b.
Kimia
Bahan pencemar yang berbahaya antara lain merkuri (Hg), kadmium (Cd), timbal
(Pb), pestisida dan jenis logam berat lainnya.
c.
Mikrobiologi
Berbagai macam bakteri, virus, parasit, dan lain-lainnya. Misalnya, berasal dari
pabrik yang mengolah hasil ternak, rumah potong, dan tempat pemerahan susu
sapi.
Universitas Sumatera Utara
23
d.
Radioaktif
Beberapa bahan radioaktif yang dihasilkan oleh Pembangkit Listrik Tenaga
Nuklir (PLTN) dapat menimbulkan pencemaran air.
2.3 Pencemaran Logam Berat
Dalam kehidupan sehari-hari, manusia tidak terpisahkan dari benda-benda
yang berasal dari logam. Logam digunakan untuk membuat alat perlengkapan rumah
tangga, seperti sendok, garpu, pisau, dan berbagai jenis peralatan rumah tangga
lainnya (Widowati, Sastiono & Jusuf 2008). Menurut Palar (2008), logam berat masih
termasuk golongan logam dengan kriteria-kriteria yang sama dengan logam-logam
lain. Perbedaannya terletak dari pengaruh yang dihasilkan bila logam berat ini
berikatan dan atau masuk ke dalam tubuh organisme hidup. Dapat dikatakan bahwa
semua logam berat dapat menjadi bahan racun yang akan meracuni tubuh makhluk
hidup. Sebagai contoh adalah merkuri (Hg), kadmium (Cd), timbal (Pb), dan krom
(Cr).
Polutan logam mencemari lingkungan, baik di lingkungan udara, air, dan
tanah yang berasal dari proses alami dan kegiatan industri. Proses alami antara lain
siklus alamiah sehingga bebatuan gunung berapi bisa memberikan kontribusi ke
lingkungan udara, air, dan tanah. Kegiatan manusia yang bisa menambah polutan
bagi lingkungan berupa kegiatan industri, pertambangan, pembakaran bahan bakar,
serta kegiatan domestik lain yang mampu meningkatkan kandungan logam di
lingkungan udara, air, dan tanah (Widowati, Sastiono & Jusuf, 2008).
Universitas Sumatera Utara
24
2.3.1 Pencemaran Logam Berat Pada Tanah
Tanah merupakan bagian dari siklus logam berat. Pembuangan limbah ke
tanah apabila melebihi kemampuan tanah dalam mencerna limbah akan
mengakibatkan pencemaran tanah. Jenis limbah yang berpotensi merusak lingkungan
hidup adalah limbah yang termasuk dalam Bahan Beracun Berbahaya (B3) yang di
dalamnya terdapat logam-logam berat. Subowo dalam Widaningrum (2007)
menyatakan bahwa adanya logam berat dalam tanah pertanian dapat menurunkan
produktivitas dan kualitas hasil pertanian selain dapat membahayakan kesehatan
manusia melalui konsumsi pangan yang dihasilkan dari tanah yang tercemar logam
berat tersebut.
Kandungan logam berat dalam tanah sangat berpengaruh terhadap kandungan
logam pada tanaman yang tumbuh di atasnya, kecuali terjadi interaksi di antara logam
itu sehingga terjadi hambatan penyerapan logam tersebut oleh tanaman. Menurut
Darmono (1995), interaksi logam berat dan lingkungan tanah dipengaruhi oleh tiga
faktor, yaitu : a) proses sorbsi atau desorbsi, b) difusi pencucian, dan c) degradasi.
2.3.2 Pencemaran Logam Berat Pada Perairan
Banyak logam berat yang bersifat toksik maupun esensial terlarut dalam air
dan mencemari air tawar maupun air laut. Sumber pencemaran ini banyak berasal dari
pertambangan, peleburan logam dan jenis industri lainnya, dan juga dapat berasal dari
lahan pertanian yang menggunakan pupuk atau anti hama yang mengandung logam
(Darmono, 2001).
Universitas Sumatera Utara
25
Logam-logam berat yang terlarut dalam badan perairan pada konsentrasi
tertentu akan berubah fungsi menjadi sumber racun bagi kehidupan perairan.
Pencemaran logam berat dapat merusak lingkungan perairan dalam hal stabilitas,
keanekaragaman dan kedewasaan ekosistem. Dari aspek ekologis, kerusakan
ekosistem perairan akibat pencemaran logam berat dapat ditentukan oleh faktor kadar
dan kesinambungan zat pencemar yang masuk dalam perairan, sifat toksisitas dan
bioakumulasi. Pencemaran logam berat dapat menyebabkan terjadinya perubahan
struktur komunitas perairan, jaringan makanan, tingkah laku, efek fisiologi, genetik
dan resistensi.
2.4 Kadmium (Cd)
2.4.1 Pengertian Umum
Kadmium adalah logam kebiruan yang lunak, termasuk golongan II B tabel
berkala dengan konfigurasi elekron [Kr] 4d105s2. Unsur ini bernomor atom 48,
mempunyai bobot atom 112,41 g/mol dan densitas 8,65 g/cm³. Titik didih dan titik
lelehnya berturut-turut 765˚C dan 320,9˚C. Kadmium merupakan racun bagi tubuh
manusia. Waktu paruhnya 30 tahun dan terakumulasi pada ginjal, sehingga ginjal
mengalami disfungsi kadmium yang terdapat dalam tubuh manusia sebagian besar
diperoleh melalui makanan dan tembakau, hanya sejumlah kecil berasal dari air
minum dan polusi udara.
Kadmium merupakan logam yang sangat penting dan banyak kegunaannya,
khususnya untuk electroplating (pelapisan elektrik) serta galvanisasi karena kadmium
Universitas Sumatera Utara
26
memiliki keistimewaan non korosif. Kadmium banyak digunakan dalam pembuatan
alloy, pigmen warna pada cat, keramik, plastik, stabilizer plastik, katode untuk Ni-Cd
pada baterai, bahan fotografi, pembuatan tabung TV, karet, sabun, kembang api,
percetakan tekstil, dan pigmen untuk gelas dan email gigi (Widowati, Sastiono &
Jusuf, 2008).
Kadmium dari hasil sampingan peleburan dan refining bijih Zn rata-rata
memiliki kadar kadmium sebesar 0,2 – 0,3%. Sumber lain adalah dari penggunaan
sisa lumpur kotor sebagai pupuk tanaman yang kemudian terbawa oleh aliran angin
dan air.
Karakteristik kadmium yang lainnya adalah bila dimasukkan ke dalam larutan
yang mengandung ion OH- , ion-ion Cd2+ akan mengalami pengendapan. Endapan
yang terbentuk biasanya dalam bentuk senyawa terhidratasi yang berwarna putih. Bila
logam kadmium digabungkan dengan senyawa karbonat, fosfat, arsenat dan oksalatferro sianat maka akan terbentuk senyawa berwarna kuning (Palar,2008).
Adapun sifat fisik dan sifat kimia kadmium, yaitu :
1) Sifat Fisik
a. Logam berwarna putih keperakan
b. Mengkilat
c. Lunak/Mudah ditempa dan ditarik
d. Titik lebur rendah
e. Akan kehilangan kilapnya jika berada dalam udara yang basah atau lembab
dan akan mengalami kerusakan bila terkena uap amonia dan sulfur hidroksida
Universitas Sumatera Utara
27
2) Sifat Kimia
a. Kadmium tidak larut dalam basa
b. Larut dalam H₂SO₄ encer dan HCl encer Cd
c. Kadmium tidak menunjukkan sifat amfoter
d. Bereaksi dengan halogen dan nonlogam seperti S, Se, P
e. Kadmium adalah logam yang cukup aktif
f. Dalam udara terbuka, jika dipanaskan akan membentuk asap coklat CdO
g. Memiliki ketahanan korosi yang tinggi
h. CdI₂ larut dalam alkohol
2.4.2 Sumber Kadmium (Cd)
Kadmium yang terdapat di dalam lingkungan pada kadar yang rendah berasal
dari kegiatan penambangan seng (Zn), timah (Pb), dan kobalt (Co) serta kuprum (Cu).
Sementara dalam kadar tinggi, kadmium berasal dari emisi industri, antara lain dari
hasil sampingan penambangan, peleburan seng (Zn), dan timbal (Pb).
Dijelaskan oleh Zhou et al., (2008) bahwa aktivitas manusia (antropogenik)
merupakan penyebab utama kontaminasi logam berat kadmium pada lingkungan
perairan dan menyebabkan gangguan pada sistem biologis karena dapat terakumulasi
dengan mudah dalam sedimen maupun organisme. Sumber dari aktifitas manusia
tersebut antara lain adalah adanya penggunaan pupuk fosfat, pembakaran bahan bakar
fosil, produksi besi, baja, dan logam non besi, produksi semen dan pembakaran
sampah.
Universitas Sumatera Utara
28
Sumber antropogenik berkontribusi terhadap pajanan pada manusia dalam
jumlah yang cukup besar akibat produksi, pemakaian, dan pembuangan serta
pembakaran produk-produk yang mengandung kadmium (Bull, 2010). Emisi alami
kadmium ke lingkungan dapat berasal dari letusan gunung berapi, kebakaran hutan,
pembentukan aerosol garam laut dan fenomena alami lainnya (Shevchenko et al.
2003).
Secara alami, tanaman tembakau relatif tinggi terakumulasi oleh kadmium.
Dengan demikian, merokok merupakan sumber penting dari paparan kadmium dan
dapat menyebabkan peningkatan yang signifikan dalam konsentrasi kadmium pada
ginjal, yang merupakan organ target toksisitas kadmium .
Sumber pencemaran dan paparan kadmium berasal dari polusi udara,
keramik berglazur, rokok, air sumur, makanan yang tumbuh di daerah pertanian
yang tercemar kadmium, fungisida, pupuk, serta cat. Paparan dan toksisitas
kadmium berasal dari rokok, tembakau, pipa rokok yang mengandung kadmium,
perokok pasif, plastik berlapis kadmium, serta air minum (Widowati, Sastiono &
Jusuf, 2008).
Dalam lingkungan,menurut Clark (1986) sumber kadmium yang masuk ke
perairan berasal dari:
1) Uap, debu dan limbah dari pertambangan timah dan seng.
2) Air bilasan dari elektroplating.
3) Besi, tembaga dan industri logam non ferrous yang menghasilkan abu dan uap
serta air limbah dan endapan yang mengandung kadmium.
Universitas Sumatera Utara
29
4) Seng yang digunakan untuk melapisi logam mengandung kira-kira 0,2 %
kadmium sebagai bahan ikutan (impurity); semua kadmium ini akan masuk ke
perairan melalui proses korosi dalam kurun waktu 4-12 tahun.
5) Pupuk fosfat dan endapan sampah.
2.4.3 Efek Kadmium (Cd)
Kadmium merupakan logam berat yang sangat berbahaya karena tidak dapat
dihancurkan oleh organisme hidup dan dapat terakumulasi ke lingkungan,
membentuk senyawa kompleks bersama bahan organik dan anorganik secara adsorbsi
dan kombinasi (Rochyatun dan Rozak, 2007).
Kadmium menjadi populer sebagai logam berat yang berbahaya setelah
timbulnya pencemaran sungai di wilayah Toyama Jepang yang menyebabkan
keracunan pada manusia. Pencemaran kadmium pada air minum di Jepang
menyebabkan penyakit “itai-itai”. Gejalanya ditandai dengan ketidaknormalan tulang
dan beberapa organ tubuh menjadi mati. Keracunan kronis yang disebabkan oleh
kadmium adalah kerusakan sistem fisiologis tubuh seperti pada pernapasan, sirkulasi
darah, penciuman, serta merusak kelenjar reproduksi, ginjal, jantung dan kerapuhan
tulang (Palar, 2008).
Kadmium tidak diketahui memiliki fungsi biologis di dalam sel tetapi
memiliki sifat reaktif yang sangat tinggi dan dapat menginaktifkan berbagai macam
aktivitas enzim yang diperlukan oleh sel. Setelah diabsorbsi, logam berat kadmium
akan terakumulasi di dalam organ target yang utamanya adalah ginjal kemudian
menimbulkan toksisitas (Rico et al., 2007).
Universitas Sumatera Utara
30
Menurut Darmono (2001), kadmium merupakan logam berat yang paling
banyak menimbulkan toksisitas pada makhluk hidup. Kadmium dapat dengan mudah
masuk ke dalam tubuh manusia melalui makanan dan minuman yang telah
terkontaminasi oleh kadmium, sehingga untuk mengukur kadmium intake ke dalam
tubuh manusia perlu dilakukan pengukuran kadar kadmium dalam makanan yang
dimakan atau kandungan kadmium dalam feses. Pemasukan kadmium melalui
makanan adalah 10 – 40 μg/hari, sedikitnya 50% diserap oleh tubuh. Rekomendasi
pemasukan kadmium menurut gabungan FAO/WHO dengan batas toleransi tiap
minggunya adalah 420 μg untuk orang dewasa dengan berat badan 60 kg. Pemasukan
kadmium rata-rata pada tubuh manusia ialah 10 – 20 % dari batas yang telah
direkomendasikan.
a. Efek kadmium (Cd) Terhadap Tumbuhan dan Hewan
Kadmium yang berasal dari aliran limbah industri terutama berakhir di tanah
dan badan air. Hal ini dapat berasal dari produksi misalnya seng, implikasi bijih fosfat
dan pupuk. Kadmium juga terdapat di udara melalui pembakaran sampah rumah
tangga dan pembakaran bahan bakar fosil. Sumber lain yang penting dari emisi
kadmium adalah produksi pupuk fosfat buatan. Bagian dari kadmium yang berakhir
di tanah setelah pupuk diterapkan pada lahan pertanian dan sisanya dari kadmium
yang berakhir di permukaan air ketika limbah dari produksi pupuk dibuang oleh
perusahaan produksi. Kadmium dapat diangkut melalui jarak yang jauh ketika diserap
oleh lumpur. Lumpur ini kaya kadmium yang dapat mencemari air permukaan
maupun tanah.
Universitas Sumatera Utara
31
Kadmium dapat terserap untuk bahan organik dalam tanah. Ketika kadmium
hadir di tanah itu bisa sangat berbahaya, karena serapan melalui makanan akan
meningkat. Tanah yang diasamkan meningkatkan serapan kadmium oleh tanaman.
Hal ini merupakan potensi bahaya binatang yang tergantung pada tanaman untuk
bertahan hidup. Kadmium dapat terakumulasi dalam tubuh binatang tersebut,
terutama ketika makan beberapa tanaman. Sapi mungkin memiliki jumlah besar
cadmium dalam ginjalnya karena ini. Cacing tanah dan organisme tanah penting
lainnya sangat rentan untuk keracunan kadmium. Cacing bisa mati pada konsentrasi
sangat rendah dan memiliki konsekuensi bagi struktur tanah. Ketika konsentrasi
kadmium di tanah tinggi mereka dapat mempengaruhi proses mikroorganisme tanah
dan ancaman ekosistem seluruh tanah (Khan, 2008).
Dalam ekosistem air kadmium dapat terakumulasi dalam remis, tiram, udang,
lobster dan ikan. Kerentanan terhadap kadmium dapat sangat bervariasi antara
organisme perairan. Organisme air laut dikenal lebih tahan terhadap keracunan
kadmium daripada organisme air tawar. Hewan yang makan atau minum kadmium
kadang-kadang mendapatkan tekanan darah tinggi, penyakit hati dan saraf atau
kerusakan otak.
b. Efek kadmium (Cd) Terhadap Kesehatan Manusia
Menurut Darmono (2001), efek cadmium terhadap kesehatan manusia dapat
bersifat akut dan kronis. Kasus keracunan akut kadmium kebanyakan melalui saluran
pernapasan, misalnya menghisap debu dan asap kadmium terutama kadmium oksida
Universitas Sumatera Utara
32
(CdO). Gejala yang timbul berupa gangguan saluran pernapasan, mual, muntah,
kepala pusing dan sakit pinggang.
Keracunan kronis terjadi bila memakan kadmium dalam waktu yang lama.
Gejala akan terjadi setelah selang waktu beberapa lama dan kronis seperti:
a.
Keracunan pada nefron ginjal yang dikenal dengan nefrotoksisitas, yaitu gejala
proteinuria atau protein yang terdapat dalam urin, juga suatu keadaan sakit
dimana terdapat kandungan glukosa dalam air seni yang dapat berakibat kencing
manis atau diabetes yang dikenal dengan glikosuria, dan aminoasidiuria atau
kandungan asam amino dalam urine disertai dengan penurunan laju filtrasi
(penyaringan) glumerolus ginjal.
b.
Kadmium kronis juga menyebabkan gangguan kardiovaskuler yaitu kegagalan
sirkulasi yang ditandai dengan penurunan tekanan darah maupun tekanan darah
yang meningkat (hipertensi). Hal tersebut terjadi karena tingginya aktifitas
jaringan ginjal terhadap kadmium. Gejala hipertensi ini tidak selalu dijumpai
pada kasus keracunan kadmium kronis.
c.
Kadmium dapat menyebabkan keadaan melunaknya tulang yang umumnya
diakibatkan kurangnya vitamin B yang dapat menyebabkan terjadinya gangguan
daya keseimbangan kandungan kalsium dan fosfat dalam ginjal yang dikenal
dengan nama osteomalasea atau penyakit Itai-itai . Kekurangan kalsium dapat
menyebabkan osteoporosis sehingga orang tidak dapat berdiri dengan tegak
tetapi membungkuk.
Universitas Sumatera Utara
33
Efek kronis terjadi dalam selang waktu yang sangat panjang. Peristiwa ini
terjadi karena kadmium yang masuk ke dalam tubuh dalam jumlah yang kecil
sehingga dapat ditolerir oleh tubuh. Efek akan muncul saat daya racun yang dibawa
kadmium tidak dapat lagi ditolerir tubuh karena adanya akumulasi kadmium dalam
tubuh.
Menurut Nordberg et al. (2007) waktu parah kadmium adalah 7 (tujuh)
sampai 16 tahun. Waktu paruh yang panjang menunjukkan bahwa manusia tidak
mempunyai jalur ekskresi yang efektif untuk membuang kadmium. Kadmium dikenal
tidak memiliki fungsi biologis pada manusia. Akumulasi kadmium yang berlebihan
dalam tubuh dianggap berpotensi toksik.
Sedangkan menurut WHO (2008), ginjal merupakan organ target utama dari
kadmium dan memiliki waktu paruh 10-35 tahun untuk dapat mengakibatkan
disfungsi tubulus ginjal, yang menyebabkan peningkatan ekskresi protein berat
molekul rendah dalam urin. Selain itu, kadmium juga dapat menyebabkan gangguan
pada metabolisme kalsium dan pembentukan batu ginjal. Pelunakan tulang dan
osteoporosis dapat terjadi pada mereka yang terpapar atau bekerja di daerah yang
terkontaminasi oleh kadmium. Paparan inhalasi yang tinggi dalam jangka waktu yang
panjang berpengaruh terhadap paru-paru, terutama ditandai dengan penyakit saluran
napas obstruktif kronis.
Universitas Sumatera Utara
34
2.4.4
Metabolisme (Absorbsi, Distribusi dan Ekskresi) Kadmium (Cd) dalam
Tubuh
Menurut Widowati, Sastiono & Jusuf, (2008), kadmium dapat masuk ke
dalam tubuh hewan atau manusia melalui berbagai cara, yaitu:
a. Dari udara yang tercemar, misalnya asap rokok dan asap pembakaran batu bara.
b. Melalui wadah / tempat berlapis kadmium yang digunakan untuk tempat makanan
atau minuman.
c. Melalui kontaminasi perairan dan hasil perairan yang tercemar cadmium.
d. Melalui rantai makanan.
e. Melalui konsumsi daging yang diberi obat anthelminthes yang mengandung
kadmium.
Menurut Palar (2008), sebagian besar kadmium masuk ke dalam tubuh
melalui saluran pencernaan, tetapi keluar lagi melalui feses sekitar 3-4 minggu
kemudian dan sebagian kecil dikeluarkan
melalui urin. Kadmium dalam tubuh
terakumulasi dalam hati dan ginjal terutama terikat sebagai metalotionein.
Metalotinein mengandung unsur sistein, dimana kadmium terikat dalam gugus
sulfhidril (-SH) dalam enzim seperti karboksil sisteinil, histidil, hidroksil dan fosfatil
dari protein dan purin. Kemungkinan besar pengaruh toksisitas kadmium disebabkan
oleh interaksi antara kadmium dan protein tersebut, sehingga menimbulkan hambatan
terhadap aktivitas kerja enzim dalam tubuh.
Plasma enzim yang diketahui dihambat oleh kadmium ialah aktivitas dari
enzim alfa anti tripsin. Terjadinya defisiensi enzim ini dapat menyebabkan emfisema
Universitas Sumatera Utara
35
dari paru dan hal ini merupakan salah satu gejala gangguan paru karena toksisitas
kadmium.
Absorpsi kadmium melalui gastrointestinal lebih rendah dibandingkan
absorpsi melalui respirasi, yaitu sekitar 5-8%. Absorpsi kadmium meningkat bila
terjadi defisiensi kalsium (Ca), besi (Fe) dan rendah protein dalam makanan.
Defisiensi kalsium akan merangsang sintesis ikatan Ca-protein sehingga akan
meningkatkan absorpsi kadmium, sedangkan kecukupan seng (Zn) dalam makanan
dapat menurunkan absorpsi kadmium. Hal ini diduga karena seng (Zn) merangsang
produksi metalotionin.
Kadmium memiliki afinitas yang kuat terhadap ginjal dan hati. Pada
umumnya, sekitar 50-75% kadmium dalam tubuh terdapat pada kedua organ tersebut.
Kadmium ditransportasikan dalam darah yang berikatan dengan sel darah merah dan
protein berat molekul tinggi dalam plasma, khususnya oleh albumin.
Absorbsi kadmium tergantung dari beberapa faktor, di antaranya : usia, jenis
kelamin, kebiasaan merokok, dan status gizi. Kadmium merupakan salah satu toksin
yang dapat terakumulasi, akan mengakibatkan kandungannya dalam tubuh akan
bertambah sesuai dengan usia. Kandungan kadmium dalam darah perempuan lebih
tinggi dibandingkan laki-laki. Perempuan dengan kadar besi yang rendah, diyakini
berisiko terhadap absorbsi kadmium yang cukup besar setelah terpapar secara oral
(Olsson et al. 2002). Kadmium dalam air jauh lebih mudah diabsorpsi dibanding
kadmium dalam makanan (5% dalam air dan 2% dalam makanan) (US EPA, 2006).
Universitas Sumatera Utara
36
2.5 Nilai Ambang Batas Kadmium
Peraturan Menteri Kesehatan (Permenkes) No 419 Tahun 1990 tentang
Syarat-Syarat dan Pengawasan Kualitas Air menetapkan bahwa kandungan kadmium
maksimum yang diperbolehkan adalah 0,005 mg/l dalam daftar persyaratan kualitas
air bersih. Sedangkan untuk air minum, pemerintah menerbitkan Permenkes No. 492
tentang Persyaratan Kualitas Air Minum dan menetapkan kadar maksimum kadmium
dalam air minum adalah 0,003 mg/l.
WHO menentukan bahwa asupan kadmium yang masih dapat ditoleransi
secara mingguan adalah 7μg/kg/berat badan/minggu. OSHA menetapkan pajanan
kadmium yang aman di lingkungan kerja adalah 5 μg/m3 (sebagai gas buangan). The
National Institute of Occupational Safety and Health (NIOSH) juga telah menentukan
kandungan yang dapat membahayakan kehidupan dan kesehatan adalah 9 mg/m3
(NIOSH, 2006; NTP, 2004).
2.6 Mekanisme Toksisitas Kadmium
Kadmium yang diabsorbsi melalui pajanan oral pada awalnya akan
ditransportasikan ke hati melalui sirkulasi portal dan akan masuk ke hepatosit (sel
hati). Di dalam sel hati, kadmium akan menginduksi sintesa metallothionein, yang
kemudian akan mengikat dan mengisolasi cadmium sehinggab akan menahan dampak
toksik kadmium di dalam sel. Namun, saat sel hati dimana terdapat kadmium yang
diisolasi tersebut mati, apakah melalui turn over yang normal atau akibat kerusakan
kadmium maka komplek kadmium-metallothionein akan terlepas ke dalam pembuluh
Universitas Sumatera Utara
37
darah (Klaassen et al., 2009). Meskipun komplek kadmium-metallothionein tidak
menyebabkan efek toksik bagi sebagian besar organ, komplek ini akan difiltrasi di
glomerulus dan diambil kembali oleh sel epitel tubulus proksimal, efekya adalah
kadmium-metallothionein memiliki efek paradox yang mempermudah mengantarkan
kadmium dari hati ke ginjal (Bridges dan Zalups, 2005).
Setelah kadmium diambil oleh sel epitel tubulus proksimal, komplek
kadmium-metallothionein awalnya terakumulasi di dalam lisosom, dimana komlek ini
akan didegradasi, mengakibatkan kadmium akan dibebaskan di dalam sel. Pelepasan
Cd²+ akan dengan cepat bergabung dengan group sulfhidril intraseluler, baik yang
berada pada protein atau dengan senyawa berat molekul yang rendah seperti
glutation. Interaksi kadmium dengan group sulfhidril dapat menyebabkan perubahan
fungsi protein secara langsung dan mengakibatkan induksi stress oksidatif (Liu et al.,
2009). Kadmium intraseluler menyebabkan perubahan fungsi tubulus proksimal dan
merontokkan sel-sel yang rusak yang kemudian akan dibuang melalui urin.
Rontoknya sel-sel yang mati atau yang mengalami kerusakan memicu proses
perbaikan yaitu dengan terjadinya dediferensiasi sel-sel yang tidak mengalami injury
dalam satu proses yang disebut pembentukan epitel mesenkim transformal. Sel yang
ter-dediferensiasi bermigrasi menuju area yang sudah rontok dari membrane basal
dan menggantikan sel-sel yang sudah mengalami kerusakan (Boventere, 2003).
Organ utama yang dirusak oleh kadmium akibat pajanan kronis adalah ginjal
dan tulang. Paru-paru merupakan organ target pada pajanan akut dosis tinggi melalui
saluran pernafasan (Navas-Acien et al. 2004).
Universitas Sumatera Utara
38
2.7 Dampak Kadmium tehadap Tekanan Darah
Kadmium yang terdapat pada makanan dan air, ketika dikonsumsi oleh
manusia dan masuk kedalam tubuh maka akan bereaksi dengan protein berat molekul
rendah yaitu metalotionein. Selanjutnya kadmium terakumulasi di ginjal, hati dan
organ reproduksi sesuai dengan pertambahan usia. Penelitian Charlena (2004)
menyatakan bahwa efek langsung pada jaringan yang terkena atau terpapar kadmium
akan menyebabkan kematian (nekrosis) pada lambung dan saluran pencernaan,
kerusakan pembuluh darah, perubahan degenerasi pada hati dan ginjal. Perubahan
degenerasi ginjal akan berpengaruh pada kerusakan dan ketidakmaksimalan kerja
ginjal, sehingga terjadi perubahan pengaturan volume darah.
Ginjal memainkan peran besar dalam menentukan tekanan darah. Tekanan
darah yang tidak terkendali dapat menjadi penyebab utama serangan jantung, stroke
dan penyakit ginjal kronis. Sebaliknya penyakit ginjal kronis juga dapat
menyebabkan tekanan darah tinggi (National Kidney Foundation, 2012).
Kriteria diagnosis penyakit ginjal kronik yaitu kerusakan ginjal (renal
damage) yang terjadi lebih dari 3 bulan berupa kelainan struktural atau fungsional
dengan atau tanpa penurunan laju filtrasi glomerulus. Dengan manifestasi kelainan
patologis dan terdapat tanda kelainan ginjal termasuk kelainan dalam komposisi
darah, urin dan kelainan dalam tes pencitraan. Selain itu laju filtrasi glomerulus
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Air
2.1.1 Pengertian Air
Air merupakan senyawa kimia yang sangat penting bagi kehidupan umat
manusia dan makhluk hidup lainnya dengan fungsi yang tidak akan dapat digantikan
oleh senyawa lain. Hampir seluruh kegiatan yang dilakukan manusia membutuhkan
air, mulai dari membersihkan diri, membersihkan tempat tinggalnya, menyiapkan
makanan dan minuman sampai dengan aktivitas-aktivitas lainnya (Achmad, 2004).
Berdasarkan Permenkes RI No. 416/MENKES/PER/IX/1990 tentang syaratsyarat dan pengawasan kualitas air bahwa yang dimaksud dengan air bersih adalah air
yang digunakan untuk keperluan sehari-hari yang kualitasnya memenuhi syarat
kesehatan dan dapat diminum apabila telah dimasak. Sedangkan air minum adalah air
yang kualitasnya memenuhi syarat dan dapat diminum langsung.
Di Indonesia, jumlah dan pemakaian air bersumber pada air tanah, air
permukaan dan air atmosfer yang ketersediannya sangat ditentukan oleh air atmosfer
atau sering dikenal dengan air hujan (Kusnoputranto, 2000).
2.1.2 Sumber Air
Air yang berada di permukaan bumi dapat berasal dari berbagai sumber.
Berdasarkan letak sumbernya, air dapat dibagi menjadi air angkasa, air permukaan
dan air tanah (Chandra, 2006).
8
Universitas Sumatera Utara
9
2.1.2.1 Air Angkasa (Hujan)
Air angkasa atau air hujan merupakan sumber utama air di bumi. Walau pada
saat prepitasi merupakan air yang paling bersih, air tersebut cenderung mengalami
pencemaran ketika berada di atmosfer yang disebabkan oleh partikel debu,
mikroorganisme, dan gas, misalnya karbondioksida, nitrogen, dan amonia.
2.1.2.2 Air Permukaan
Air permukaan yang meliputi badan-badan air semacam sungai, danau, telaga,
waduk, rawa, terjun, sumur permukaan, sebagian besar berasal dari hujan yang jatuh
ke permukaan bumi. Air hujan tersebut kemudian akan mengalami pencemaran baik
oleh tanah, sampah, maupun lainnya.
2.1.2.3 Air Tanah
Air tanah berasal dari air hujan yang jatuh ke permukaan bumi kemudian
mengalami perkolasi atau penyerapan ke dalam tanah dan mengalami proses filtrasi
secara alamiah. Presipitasi membuat air tersebut bergerak ke permukaan tanah dalam
bentuk hujan, salju, dan lain-lain. Setelah kembali ke permukaan tanah, air kembali
melewati siklus air melalui satu atau beberapa tahapan berikut ini :
1.
Evaporasi langsung kembali ke atmosfer
Air akan kembali membentuk uap / awan dan pada akhirnya akan jatuh
kembali ke permukaan tanah.
Universitas Sumatera Utara
10
2.
Aliran ke permukaan badan air
Air mengalir diatas permukaan tanah menuju kolam, parit, danau atau lautan.
Air dari badan air akan berevaporasi kembali ke atmosfer, atau pada anak sungai /
parit dan akan berlanjut mengalir ke lautan.
3.
Meresap ke dalam tanah
Air dapat diserap oleh tumbuh-tumbuhan dan kemudian dikembalikan ke
atmosfer dalam bentuk uap air setelah melewati transpirasi tanaman.
Air tanah memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan sumber air lain.
Pertama, air tanah biasanya bebas dari kuman penyakit dan tidak perlu mengalami
proses purifikasi atau penjernihan. Persediaan air tanah juga cukup tersedia sepanjang
tahun, saat musim kemarau sekalipun. Sementara itu, air tanah juga memiliki
beberapa kerugian atau kelemahan dibandingkan dengan sumber air lainnya. Air
tanah mengandung zat-zat mineral dalam konsentrasi yang tinggi dari zat-zat mineral
seperti magnesium, kalsium dan logam berat seperti besi yang dapat menyebabkan
kesadahan air. Selain itu, untuk mengisap dan mengalirkan air ke atas permukaan
diperlukan pompa.
2.1.3 Syarat Air Bersih
Berdasarkan Permenkes RI No.416/MENKES/PER/IX/1990 tentang syaratsyarat pengawasan kualitas air, syarat-syarat air bersih antara lain :
1. Persyaratan Biologis
Universitas Sumatera Utara
11
Persyaratan biologis berarti air bersih itu tidak mengandung mikroorganisme
yang nantinya menjadi infiltran tubuh manusia. Mikroorganisme itu dapat dibagi
dalam empat bagian, yaitu parasit, bakteri, virus, dan kuman. Dari keempat jenis
mikroorganisme tersebut umumnya yang menjadi parameter kualitas air adalah
bakteri seperti Eschericia coli.
2. Persyaratan Fisik
Persyaratan fisik air bersih terdiri dari kondisi fisik air pada umumnya, yakni
derajat keasaman, suhu, kejernihan, warna, dan bau. Aspek fisik ini selain penting
untuk aspek kesehatan langsung yang terkait dengan kualitas fisik seperti suhu dan
keasaman, tetapi juga penting untuk menjadi indikator tidak langsung pada
persyaratan biologis dan kimia, seperti warna air dan bau.
3. Persyaratan Kimia
Persyaratan kimia menjadi penting karena banyak sekali kandugan kimiawi
air yang memberi akibat buruk pada kesehatan karena tidak sesuai dengan proses
biokimiawi tubuh. Bahan kimia seperti nitrat, arsenik, dan berbagai macam logam
berat khususnya air raksa, timah hitam, dan kadmium dapat menjadi gangguan pada
tubuh dan berubah menjadi racun.
4. Persyaratan Radioaktif
Persyaratan radioaktif sering juga dimasukkan sebagai bagian persyaratan
fisik, namun sering dipisahkan karena jenis pemeriksaannya sangat berbeda,dan pada
wilayah tertentu menjadi sangat serius seperti di sekitar reaktor nuklir.
Universitas Sumatera Utara
12
2.1.4 Pemanfaatan Air
Dari sekian banyak manfaat air, jumlah air yang benar-benar dikonsumsi
hanya sebagian kecil saja, yakni yang tergolong penyediaan air minum/bersih.
Namun demikian dari kelompok ini pun, yang benar dikonsumsi sangat sedikit.
Misalnya saja, orang hanya minum 2 liter/orang/hari, demikian pula jumlah air yang
dikonsumsi hewan atau tumbuhan, hanya sedikit saja. Sebagian besar hanya
digunakan sebagai media. Misalnya, penyediaan air bersih ini sebagian besar akan
kembali kealam sebagai air bekas cucian, bekas membersihkan rumah, bekas
menggelontor kotoran, bekas mandi, dll (Soemirat,2009).
Adapun kegunaan air adalah :
1.
Air untuk minum
2.
Air untuk keperluan rumah tangga
3.
Air untuk industri
4.
Air untuk mengairi sawah
5.
Air untuk kolam perikanan, dll (Wardhana,2001)
Di dalam tubuh manusia sendiri, air berkisar antara 50-70% dari seluruh berat
badan. Air diperlukan untuk menurunkan berbagai jenis zat yang diperlukan tubuh.
Sebagai contoh, oksigen perlu dilarutkan dahulu, sebelum dapat memasuki pembuluh
darah yang ada di sekitar alveoli. Segala reaksi biokimia di dalam tubuh
manusia/hewan terlaksana di dalam lingkungan air. Air sebagai bahan pelarut,
membawa segala jenis makanan ke seluruh tubuh. Ringkasnya, dalam segala fungsi
kehidupan seperti bereaksi terhadap segala stimulus, tumbuh, bermetabolisme,
Universitas Sumatera Utara
13
bereproduksi, air selalu memegang peranan penting. Kekurangan air menyebabkan
penyakit batu ginjal dan kandung kemih, karena terjadi kristalisasi unsur-unsur yang
ada di dalam cairan tubuh.
2.1.5 Sarana Air Bersih
2.1.5.1 Sumur
Sumur merupakan sumber utama persediaan air bersih bagi penduduk yang
tinggal di daerah pedesaan maupun di perkotaan Indonesia. Secara teknis sumur dapat
dibagi menjadi 2 jenis, yaitu:
a. Sumur Gali
Sumur gali adalah satu konstruksi sumur yang paling umum dan meluas
dipergunakan untuk mengambil air tanah bagi masyarakat kecil dan rumah-rumah
perorangan sebagai air minum dengan kedalaman 7-10 meter dari permukaan tanah.
Sumur gali menyediakan air permukaan tanah, oleh karena itu dengan mudah terkena
kontaminasi
melalui
rembesan. Umumnya,
rembesan
berasal
dari
tempat
pembuangan kotoran manusia dan hewan, juga dari limbah sumur itu sendiri (Depkes
RI, 1985).
Dipandang dari segi kesehatan, penggunaan sumur gali kurang baik bila cara
pembuatannya tidak benar-benar diperhatikan. Untuk memperkecil kemungkinan
terjadinya pencemaran, dapat diupayakan pencegahannya, yaitu dengan cara
memperhatikan syarat-syarat fisik dari sumur tersebut yang didasarkan atas
kesimpulan dari pendapat beberapa pakar di bidang ini, diantaranya lokasi sumur
tidak kurang dari 10 meter dari sumber pencemar, dinding sumur (cincin) minimal
Universitas Sumatera Utara
14
dengan kedalaman 3 meter dari permukaan tanah dan terbuat dari bahan kedap air,
lantai sumur sekurang-kurangnya berdiameter 1 meter jaraknya dari dinding sumur
dan kedap air, saluran pembuangan air limbah (SPAL) minimal 10 meter dan
permanen, tinggi bibir sumur minimal 0,8 meter dari permukaan tanah, memiliki
tutup sumur yang kuat dan rapat (Entjang, 2000).
b. Sumur Bor
Dengan cara pengeboran, lapisan air tanah yang lebih dalam ataupun lapisan
tanah yang jauh dari tanah permukaan dapat dicapai sehingga sedikit dipengaruhi
kontaminasi. Umumnya, air dari sumur bor bebas dari pengotoran mikrobiologi dan
secara langsung dapat dipergunakan sebagai air minum (Depkes RI, 1985)
Menurut Chandra (2007), berdasarkan kedalamannya sumur terbagi dua yaitu:
a. Sumur Dangkal (shallow well)
Sumur ini memiliki sumber air yang berasal dari resapan air hujan di atas
permukaan bumi terutama di daerah dataran rendah. Jenis sumur ini banyak terdapat
di Indonesia dan mudah sekali terkontaminasi air kotor yang berasal dari kegiatan
mandi-cuci-kakus (MCK) sehingga persyaratan sanitasi yang ada perlu sekali
diperhatikan.
b. Sumur Dalam (deep well)
Sumur ini memiliki sumber air yang berasal dari proses purifikasi alami air
hujan oleh lapisan kulit bumi menjadi air tanah. Sumber airnya tidak terkontaminasi
dan memenuhi persyaratan sanitasi.
Universitas Sumatera Utara
15
2.1.6 Peranan Air Dalam Penyebaran Penyakit
2.1.6.1 Penyakit Menular
Menurut Slamet (2007), air merupakan bagian dari lingkungan yang tidak
dapat terpisahkan dari kehidupan manusia. Dalam penggunaannya, air dapat menjadi
penyebab terjadinya penyakit yang dibagi ke dalam 4 (empat) cara yaitu :
1. Air Sebagai Penyebar Mikroba Patogen (Water Borne Disease)
Penyakit disebarkan secara langsung oleh air dan hanya dapat menyebar apabila
mikroba penyebab terjadinya penyakit masuk ke dalam sumber air yang digunakan
masyarakat untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari. Jenis mikroba yang ada di
dalam air yaitu virus, bakteri, protozoa dan metazoa. Penyakit yang disebabkan
karena mikroba patogen ini seperti cholera, thypus abdominalis, hepatitis A,
poliomyelitis, disentri. Keluhan yang dapat muncul seperti mencret dan kotoran
berlendir.
2 . Air Sebagai Sarang Vektor Penyakit (Water Related Insecta Vector)
Air dapat berperan sebagai sarang insekta yang menyebarkan penyakit pada
masyarakat. Insekta sedemikian disebut sebagai vektor penyakit. Vektor penyakit
yang sedemikian dapat mengandung penyebab penyakit. Penyebab penyakit dalam
tubuh vektor dapat berubah bentuk, berubah fase pertumbuhan atau pun bertambah
banyak atau tidak mengalami perubahan apa-apa. Penyakit yang dapat muncul
seperti filariasis, demam berdarah, malaria.
Universitas Sumatera Utara
16
3. Kurangnya Penyediaan Air Bersih (Water Washed Disease)
Kurang tersedianya air bersih untuk menjaga kebersihan diri, dapat menimbulkan
berbagai penyakit kulit dan mata. Hal ini terjadai karena bakteri yang ada pada
kulit dan mata mempunyai kesempatan untuk berkembang. Keluhan yang dapat
muncul seperti kulit merah, gatal-gatal dan mata merah, gatal dan berair.
4. Air Sebagai Sarang Hospes Sementara (Water Based Disease)
Penyakit ini memiliki host perantara yang hidup di dalam air. Penyakit yang dapat
muncul adalah schistosomiasis dan dracontiasis.
2.1.6.2 Penyakit Tidak Menular
Air dapat menimbulkan kerugian dan gangguan yang disebabkan oleh bahanbahan kimia atau zat radioaktif yang ada di dalam air, terutama logam berat. Logamlogam berat hasil buangan limbah industri menimbulkan kasus pada beberapa daerah
atau negara, misalnya keracunan merkuri (Hg) yang menyebabkan cacat bawaan pada
bayi yang dikenal sebagai penyakit Minamata di Jepang, logam kadmium (Cd) yang
dapat menyebabkan kenaikan darah karena kadmium (Cd) mempengaruhi kinerja otot
polos pembuluh darah secara langsung maupun tidak langsung lewat ginjal, bahkan
kerusakan dan penghambatan kinerja sistem fisiologis tubuh, kerja paru-paru, liver,
kemandulan, serta imunitas juga syaraf dan kerapuhan pada tulang (Effendi, 2007).
Besi (Fe) dan mangan (Mn) merupakan logam yang sering bersamaan
keberadaannya di alam maupun dalam air. Logam ini dibutuhkan tubuh dalam jumlah
kecil. Kelebihan logam ini dapat menimbulkan efek-efek kesehatan, seperti serangan
jantung, gangguan pembuluh darah bahkan kanker hati. Logam ini bersifat akumulatif
Universitas Sumatera Utara
17
terutama di organ penyaringan sehingga dapat mengganggu fungsi fisiologis tubuh
(Wardhana, 2004).
Adanya sulfat dalam jumlah besar yang berkaitan dengan magnesium pada air
minum dapat menimbulkan reaksi laxative. Selain itu sifat korosif air terhadap logam
akan lebih besar dengan adanya sulfat dengan kadar yang tinggi. Pada umumnya
sulfat tidak dihilangkan pada proses pengolahan air minum, bahkan kadar sulfat ini
dapat meningkat karena penggunaan alumunium sulfat untuk flokulasi kimiawi pada
penjernihan air. Walau pengaruhnya tidak sebesar senyawa khlorida dan karbonat,
sulfat juga mempengaruhi rasa air minum (Slamet, 2004).
2.2 Pencemaran Air
Dewasa ini air menjadi masalah yang perlu mendapat perhatian yang seksama
dan cermat. Untuk mendapatkan air yang baik, sesuai dengan standar tertentu, saat ini
menjadi barang mahal karena air sudah banyak tercemar oleh bermacam-macam
limbah dari hasil kegiatan manusia, baik limbah dari kegiatan rumah tangga, limbah
kegiatan industri dan kegiatan-kegiatan lainnya (Wardhana, 2001).
Menurut Peraturan Pemerintah No. 82 Tahun 2001, pencemaran air adalah
masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi, dan atau komponen lain
ke dalam air oleh kegiatan manusia, sehingga kualitas air turun sampai ke tingkat
tertentu yang menyebabkan air tidak dapat berfungsi sesuai dengan peruntukannya.
Universitas Sumatera Utara
18
2.2.1 Polutan Air
Menurut Effendi (2003), polutan dikelompokkan menjadi dua berdasarkan
cara masuknya ke dalam lingkungan, yaitu :
1.
Polutan Alamiah
Polutan memasuki lingkungan (badan air) secara alami, misalnya akibat
letusan gunung berapi, tanah longsor, banjir, dan fenomena alam lainnya.
2.
Polutan Antropogenik
Polutan yang masuk ke lingkungan (badan air) akibat aktivitas manusia,
misalnya kegiatan domestik (rumah tangga), kegiatan perkotaan, maupun kegiatan
industri.
Berdasarkan sifat toksiknya, polutan dibedakan menjadi dua yaitu :
1.
Polutan Toksik
Polutan ini biasanya bukan berupa bahan-bahan yang alami, misalnya
pestisida, detergen, dan bahan artifisial lainnya. Polutan ini dapat mengakibatkan
kematian (lethal) maupun bukan kematian (sub-lethal), misalnya terganggunya
pertumbuhan, tingkah laku, dan karakteristik morfologi berbagai organisme akuatik.
2.
Polutan Tidak Toksik
Polutan ini biasanya telah berada pada ekosistem secara alami yang terdiri
dari bahan-bahan tersuspensi dan nutrien (unsur hara). Bahan tersuspensi dapat
mempengaruhi sifat fisika perairan, antara lain meningkatkan kekeruhan sehingga
menghambat penetrasi cahaya matahari. Keberadaan nutrien (unsur hara) yang
berlebihan dapat memicu terjadinya eutrofikasi perairan dan pertumbuhan mikroalga
Universitas Sumatera Utara
19
dan tumbuhan air secara pesat, yang dapat mengganggu keseimbangan ekosistem
akuatik secara keseluruhan.
2.2.2 Indikator Pencemaran Air
Indikator atau tanda bahwa air lingkungan telah tercemar adalah adanya
perubahan atau tanda yang dapat diamati yang digolongkan menjadi :
1.
Pengamatan secara fisis, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan tingkat
kejernihan air (kekeruhan), perubahan suhu, adanya perubahan warna, bau dan
rasa.
2.
Pengamatan secara kimiawi, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan zat
kimia yang terlarut, perubahan pH.
3.
Pengamatan secara biologis, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan
mikroorganisme yang ada di dalam air, terutama ada tidaknya bakteri patogen.
Indikator yang umum diketahui pada pemeriksaan pencemaran air adalah pH
atau konsentrasi ion hidrogen, oksigen terlarut (Dissolved Oxygen), kebutuhan
oksigen biokimia (Biochemical Oxygen Demand), serta kebutuhan oksigen kimiawi
(Chemical Oxygen Demand).
1. pH atau konsentrasi ion hidrogen
Air normal yang memenuhi syarat untuk suatu kehidupan mempunyai pH
sekitar 6,5 – 7,5. Air akan bersifat asam atau basa tergantung besar kecilnya pH. Bila
pH di bawah normal, maka air tersebut bersifat asam, sedangkan air yang mempunyai
pH di atas normal akan bersifat basa. Air limbah dan bahan buangan industri akan
mengubah pH air yang akhirnya akan mengganggu kehidupan biota akuatik. Sebagian
Universitas Sumatera Utara
20
besar biota akuatik sensitif terhadap perubahan pH dan menyukai pH antara 7 – 8,5
(Effendi, 2003).
2. Oksigen terlarut (Dissolved Oxygen)
Tanpa adanya oksigen terlarut, banyak mikroorganisme dalam air tidak dapat
hidup karena oksigen terlarut digunakan untuk proses degradasi senyawa organik
dalam air. Oksigen dapat dihasilkan dari atmosfir atau dari reaksi fotosintesa alga.
Oksigen yang dihasilkan dari reaksi fotosintesis alga tidak efisien, karena oksigen
yang terbentuk akan digunakan kembali oleh alga untuk proses metabolisme pada
saat tidak ada cahaya. Kelarutan oksigen dalam air tergantung pada temperatur dan
tekanan atmosfir (Warlina, 1985).
Kadar oksigen terlarut yang tinggi tidak menimbulkan pengaruh fisiologis
bagi manusia. Ikan dan organisme akuatik lain membutuhkan oksigen terlarut dalam
jumlah cukup banyak. Kebutuhan oksigen ini bervariasi antar organisme. Keberadaan
logam berat yang berlebihan di perairan akan mempengaruhi sistem respirasi
organisme akuatik, sehingga pada saat kadar oksigen terlarut rendah dan terdapat
logam berat dengan konsentrasi tinggi, organisme akuatik menjadi lebih menderita
(Effendi, 2003).
3. Kebutuhan Oksigen Biokimia (Biochemical Oxygen Demand)
Dekomposisi bahan organik terdiri atas 2 tahap, yaitu terurainya bahan
organik menjadi anorganik dan bahan anorganik yang tidak stabil berubah menjadi
bahan anorganik yang stabil, misalnya ammonia mengalami oksidasi menjadi nitrit
atau nitrat (nitrifikasi). Pada penentuan nilai BOD, hanya dekomposisi tahap pertama
Universitas Sumatera Utara
21
yang berperan, sedangkan oksidasi bahan organik (nitrifikasi) dianggap sebagai zat
pengganggu. Dengan demikian, BOD adalah banyaknya oksigen yang dibutuhkan
oleh mikroorganisme dalam lingkungan air untuk memecah (mendegradasi) bahan
buangan organik yang ada dalam air menjadi karbondioksida dan air.
Jumlah mikroorganisme dalam air lingkungan tergantung pada tingkat
kebersihan air. Air yang bersih relatif mengandung mikroorganisme lebih sedikit
dibanding yang tercemar. Air yang telah tercemar oleh bahan buangan yang bersifat
antiseptik atau bersifat racun, seperti fenol, kreolin, deterjen, insektisida, dan
sebagainya, jumlah mikroorganismenya juga relatif sedikit (Effendi, 2003).
4. Kebutuhan Oksigen Kimiawi (Chemical Oxygen Demand)
COD adalah jumlah oksigen yang diperlukan agar bahan buangan yang ada
dalam air dapat teroksidasi melalui reaksi kimia, baik yang dapat didegradasi secara
biologis maupun yang sukar didegradasi. Jika pada perairan terdapat bahan organik
yang resisten terhadap degradasi biologis, misalnya tannin, fenol, polisakarida, dan
sebagainya, maka lebih cocok dilakukan pengukuran COD daripada BOD (Effendi,
2003).
2.2.3 Sumber Pencemaran Air
Menurut (Mukono, 2006), terdapat beberapa sumber pencemaran air yaitu:
1.
Domestik (Rumah Tangga) berasal dari pembuangan air kotor dari kamar mandi,
kakus, dan dapur.
Universitas Sumatera Utara
22
2.
Industri, Polutan yang dihasilkan tergantung pada jenis industrinya. Jenis polutan
yang dapat mencemari air tergantung pada bahan baku, proses industri, bahan
bakar, dan sistem pengelolaan limbah cair yang digunakan oleh industri tersebut.
3.
Pertanian dan Perkebunan
Polutan airnya dapat berupa :
a.
Zat kimia, misalnya berasal dari penggunaan pupuk dan pestisida.
b.
Mikrobiologi, misalnya virus, bakteri, parasit yang berasal dari kotoran ternak
dan cacing tambang di lokasi pertanian.
c.
Zat radioaktif, berasal dari penggunaannya dalam proses pematangan buah,
mendapatkan bibit unggul, dan mempercepat pertumbuhan tanaman.
Polutan air dapat dikelompokkan sebagai berikut :
a.
Fisik
Pasir atau lumpur yang tercampur dalam limbah air.
b.
Kimia
Bahan pencemar yang berbahaya antara lain merkuri (Hg), kadmium (Cd), timbal
(Pb), pestisida dan jenis logam berat lainnya.
c.
Mikrobiologi
Berbagai macam bakteri, virus, parasit, dan lain-lainnya. Misalnya, berasal dari
pabrik yang mengolah hasil ternak, rumah potong, dan tempat pemerahan susu
sapi.
Universitas Sumatera Utara
23
d.
Radioaktif
Beberapa bahan radioaktif yang dihasilkan oleh Pembangkit Listrik Tenaga
Nuklir (PLTN) dapat menimbulkan pencemaran air.
2.3 Pencemaran Logam Berat
Dalam kehidupan sehari-hari, manusia tidak terpisahkan dari benda-benda
yang berasal dari logam. Logam digunakan untuk membuat alat perlengkapan rumah
tangga, seperti sendok, garpu, pisau, dan berbagai jenis peralatan rumah tangga
lainnya (Widowati, Sastiono & Jusuf 2008). Menurut Palar (2008), logam berat masih
termasuk golongan logam dengan kriteria-kriteria yang sama dengan logam-logam
lain. Perbedaannya terletak dari pengaruh yang dihasilkan bila logam berat ini
berikatan dan atau masuk ke dalam tubuh organisme hidup. Dapat dikatakan bahwa
semua logam berat dapat menjadi bahan racun yang akan meracuni tubuh makhluk
hidup. Sebagai contoh adalah merkuri (Hg), kadmium (Cd), timbal (Pb), dan krom
(Cr).
Polutan logam mencemari lingkungan, baik di lingkungan udara, air, dan
tanah yang berasal dari proses alami dan kegiatan industri. Proses alami antara lain
siklus alamiah sehingga bebatuan gunung berapi bisa memberikan kontribusi ke
lingkungan udara, air, dan tanah. Kegiatan manusia yang bisa menambah polutan
bagi lingkungan berupa kegiatan industri, pertambangan, pembakaran bahan bakar,
serta kegiatan domestik lain yang mampu meningkatkan kandungan logam di
lingkungan udara, air, dan tanah (Widowati, Sastiono & Jusuf, 2008).
Universitas Sumatera Utara
24
2.3.1 Pencemaran Logam Berat Pada Tanah
Tanah merupakan bagian dari siklus logam berat. Pembuangan limbah ke
tanah apabila melebihi kemampuan tanah dalam mencerna limbah akan
mengakibatkan pencemaran tanah. Jenis limbah yang berpotensi merusak lingkungan
hidup adalah limbah yang termasuk dalam Bahan Beracun Berbahaya (B3) yang di
dalamnya terdapat logam-logam berat. Subowo dalam Widaningrum (2007)
menyatakan bahwa adanya logam berat dalam tanah pertanian dapat menurunkan
produktivitas dan kualitas hasil pertanian selain dapat membahayakan kesehatan
manusia melalui konsumsi pangan yang dihasilkan dari tanah yang tercemar logam
berat tersebut.
Kandungan logam berat dalam tanah sangat berpengaruh terhadap kandungan
logam pada tanaman yang tumbuh di atasnya, kecuali terjadi interaksi di antara logam
itu sehingga terjadi hambatan penyerapan logam tersebut oleh tanaman. Menurut
Darmono (1995), interaksi logam berat dan lingkungan tanah dipengaruhi oleh tiga
faktor, yaitu : a) proses sorbsi atau desorbsi, b) difusi pencucian, dan c) degradasi.
2.3.2 Pencemaran Logam Berat Pada Perairan
Banyak logam berat yang bersifat toksik maupun esensial terlarut dalam air
dan mencemari air tawar maupun air laut. Sumber pencemaran ini banyak berasal dari
pertambangan, peleburan logam dan jenis industri lainnya, dan juga dapat berasal dari
lahan pertanian yang menggunakan pupuk atau anti hama yang mengandung logam
(Darmono, 2001).
Universitas Sumatera Utara
25
Logam-logam berat yang terlarut dalam badan perairan pada konsentrasi
tertentu akan berubah fungsi menjadi sumber racun bagi kehidupan perairan.
Pencemaran logam berat dapat merusak lingkungan perairan dalam hal stabilitas,
keanekaragaman dan kedewasaan ekosistem. Dari aspek ekologis, kerusakan
ekosistem perairan akibat pencemaran logam berat dapat ditentukan oleh faktor kadar
dan kesinambungan zat pencemar yang masuk dalam perairan, sifat toksisitas dan
bioakumulasi. Pencemaran logam berat dapat menyebabkan terjadinya perubahan
struktur komunitas perairan, jaringan makanan, tingkah laku, efek fisiologi, genetik
dan resistensi.
2.4 Kadmium (Cd)
2.4.1 Pengertian Umum
Kadmium adalah logam kebiruan yang lunak, termasuk golongan II B tabel
berkala dengan konfigurasi elekron [Kr] 4d105s2. Unsur ini bernomor atom 48,
mempunyai bobot atom 112,41 g/mol dan densitas 8,65 g/cm³. Titik didih dan titik
lelehnya berturut-turut 765˚C dan 320,9˚C. Kadmium merupakan racun bagi tubuh
manusia. Waktu paruhnya 30 tahun dan terakumulasi pada ginjal, sehingga ginjal
mengalami disfungsi kadmium yang terdapat dalam tubuh manusia sebagian besar
diperoleh melalui makanan dan tembakau, hanya sejumlah kecil berasal dari air
minum dan polusi udara.
Kadmium merupakan logam yang sangat penting dan banyak kegunaannya,
khususnya untuk electroplating (pelapisan elektrik) serta galvanisasi karena kadmium
Universitas Sumatera Utara
26
memiliki keistimewaan non korosif. Kadmium banyak digunakan dalam pembuatan
alloy, pigmen warna pada cat, keramik, plastik, stabilizer plastik, katode untuk Ni-Cd
pada baterai, bahan fotografi, pembuatan tabung TV, karet, sabun, kembang api,
percetakan tekstil, dan pigmen untuk gelas dan email gigi (Widowati, Sastiono &
Jusuf, 2008).
Kadmium dari hasil sampingan peleburan dan refining bijih Zn rata-rata
memiliki kadar kadmium sebesar 0,2 – 0,3%. Sumber lain adalah dari penggunaan
sisa lumpur kotor sebagai pupuk tanaman yang kemudian terbawa oleh aliran angin
dan air.
Karakteristik kadmium yang lainnya adalah bila dimasukkan ke dalam larutan
yang mengandung ion OH- , ion-ion Cd2+ akan mengalami pengendapan. Endapan
yang terbentuk biasanya dalam bentuk senyawa terhidratasi yang berwarna putih. Bila
logam kadmium digabungkan dengan senyawa karbonat, fosfat, arsenat dan oksalatferro sianat maka akan terbentuk senyawa berwarna kuning (Palar,2008).
Adapun sifat fisik dan sifat kimia kadmium, yaitu :
1) Sifat Fisik
a. Logam berwarna putih keperakan
b. Mengkilat
c. Lunak/Mudah ditempa dan ditarik
d. Titik lebur rendah
e. Akan kehilangan kilapnya jika berada dalam udara yang basah atau lembab
dan akan mengalami kerusakan bila terkena uap amonia dan sulfur hidroksida
Universitas Sumatera Utara
27
2) Sifat Kimia
a. Kadmium tidak larut dalam basa
b. Larut dalam H₂SO₄ encer dan HCl encer Cd
c. Kadmium tidak menunjukkan sifat amfoter
d. Bereaksi dengan halogen dan nonlogam seperti S, Se, P
e. Kadmium adalah logam yang cukup aktif
f. Dalam udara terbuka, jika dipanaskan akan membentuk asap coklat CdO
g. Memiliki ketahanan korosi yang tinggi
h. CdI₂ larut dalam alkohol
2.4.2 Sumber Kadmium (Cd)
Kadmium yang terdapat di dalam lingkungan pada kadar yang rendah berasal
dari kegiatan penambangan seng (Zn), timah (Pb), dan kobalt (Co) serta kuprum (Cu).
Sementara dalam kadar tinggi, kadmium berasal dari emisi industri, antara lain dari
hasil sampingan penambangan, peleburan seng (Zn), dan timbal (Pb).
Dijelaskan oleh Zhou et al., (2008) bahwa aktivitas manusia (antropogenik)
merupakan penyebab utama kontaminasi logam berat kadmium pada lingkungan
perairan dan menyebabkan gangguan pada sistem biologis karena dapat terakumulasi
dengan mudah dalam sedimen maupun organisme. Sumber dari aktifitas manusia
tersebut antara lain adalah adanya penggunaan pupuk fosfat, pembakaran bahan bakar
fosil, produksi besi, baja, dan logam non besi, produksi semen dan pembakaran
sampah.
Universitas Sumatera Utara
28
Sumber antropogenik berkontribusi terhadap pajanan pada manusia dalam
jumlah yang cukup besar akibat produksi, pemakaian, dan pembuangan serta
pembakaran produk-produk yang mengandung kadmium (Bull, 2010). Emisi alami
kadmium ke lingkungan dapat berasal dari letusan gunung berapi, kebakaran hutan,
pembentukan aerosol garam laut dan fenomena alami lainnya (Shevchenko et al.
2003).
Secara alami, tanaman tembakau relatif tinggi terakumulasi oleh kadmium.
Dengan demikian, merokok merupakan sumber penting dari paparan kadmium dan
dapat menyebabkan peningkatan yang signifikan dalam konsentrasi kadmium pada
ginjal, yang merupakan organ target toksisitas kadmium .
Sumber pencemaran dan paparan kadmium berasal dari polusi udara,
keramik berglazur, rokok, air sumur, makanan yang tumbuh di daerah pertanian
yang tercemar kadmium, fungisida, pupuk, serta cat. Paparan dan toksisitas
kadmium berasal dari rokok, tembakau, pipa rokok yang mengandung kadmium,
perokok pasif, plastik berlapis kadmium, serta air minum (Widowati, Sastiono &
Jusuf, 2008).
Dalam lingkungan,menurut Clark (1986) sumber kadmium yang masuk ke
perairan berasal dari:
1) Uap, debu dan limbah dari pertambangan timah dan seng.
2) Air bilasan dari elektroplating.
3) Besi, tembaga dan industri logam non ferrous yang menghasilkan abu dan uap
serta air limbah dan endapan yang mengandung kadmium.
Universitas Sumatera Utara
29
4) Seng yang digunakan untuk melapisi logam mengandung kira-kira 0,2 %
kadmium sebagai bahan ikutan (impurity); semua kadmium ini akan masuk ke
perairan melalui proses korosi dalam kurun waktu 4-12 tahun.
5) Pupuk fosfat dan endapan sampah.
2.4.3 Efek Kadmium (Cd)
Kadmium merupakan logam berat yang sangat berbahaya karena tidak dapat
dihancurkan oleh organisme hidup dan dapat terakumulasi ke lingkungan,
membentuk senyawa kompleks bersama bahan organik dan anorganik secara adsorbsi
dan kombinasi (Rochyatun dan Rozak, 2007).
Kadmium menjadi populer sebagai logam berat yang berbahaya setelah
timbulnya pencemaran sungai di wilayah Toyama Jepang yang menyebabkan
keracunan pada manusia. Pencemaran kadmium pada air minum di Jepang
menyebabkan penyakit “itai-itai”. Gejalanya ditandai dengan ketidaknormalan tulang
dan beberapa organ tubuh menjadi mati. Keracunan kronis yang disebabkan oleh
kadmium adalah kerusakan sistem fisiologis tubuh seperti pada pernapasan, sirkulasi
darah, penciuman, serta merusak kelenjar reproduksi, ginjal, jantung dan kerapuhan
tulang (Palar, 2008).
Kadmium tidak diketahui memiliki fungsi biologis di dalam sel tetapi
memiliki sifat reaktif yang sangat tinggi dan dapat menginaktifkan berbagai macam
aktivitas enzim yang diperlukan oleh sel. Setelah diabsorbsi, logam berat kadmium
akan terakumulasi di dalam organ target yang utamanya adalah ginjal kemudian
menimbulkan toksisitas (Rico et al., 2007).
Universitas Sumatera Utara
30
Menurut Darmono (2001), kadmium merupakan logam berat yang paling
banyak menimbulkan toksisitas pada makhluk hidup. Kadmium dapat dengan mudah
masuk ke dalam tubuh manusia melalui makanan dan minuman yang telah
terkontaminasi oleh kadmium, sehingga untuk mengukur kadmium intake ke dalam
tubuh manusia perlu dilakukan pengukuran kadar kadmium dalam makanan yang
dimakan atau kandungan kadmium dalam feses. Pemasukan kadmium melalui
makanan adalah 10 – 40 μg/hari, sedikitnya 50% diserap oleh tubuh. Rekomendasi
pemasukan kadmium menurut gabungan FAO/WHO dengan batas toleransi tiap
minggunya adalah 420 μg untuk orang dewasa dengan berat badan 60 kg. Pemasukan
kadmium rata-rata pada tubuh manusia ialah 10 – 20 % dari batas yang telah
direkomendasikan.
a. Efek kadmium (Cd) Terhadap Tumbuhan dan Hewan
Kadmium yang berasal dari aliran limbah industri terutama berakhir di tanah
dan badan air. Hal ini dapat berasal dari produksi misalnya seng, implikasi bijih fosfat
dan pupuk. Kadmium juga terdapat di udara melalui pembakaran sampah rumah
tangga dan pembakaran bahan bakar fosil. Sumber lain yang penting dari emisi
kadmium adalah produksi pupuk fosfat buatan. Bagian dari kadmium yang berakhir
di tanah setelah pupuk diterapkan pada lahan pertanian dan sisanya dari kadmium
yang berakhir di permukaan air ketika limbah dari produksi pupuk dibuang oleh
perusahaan produksi. Kadmium dapat diangkut melalui jarak yang jauh ketika diserap
oleh lumpur. Lumpur ini kaya kadmium yang dapat mencemari air permukaan
maupun tanah.
Universitas Sumatera Utara
31
Kadmium dapat terserap untuk bahan organik dalam tanah. Ketika kadmium
hadir di tanah itu bisa sangat berbahaya, karena serapan melalui makanan akan
meningkat. Tanah yang diasamkan meningkatkan serapan kadmium oleh tanaman.
Hal ini merupakan potensi bahaya binatang yang tergantung pada tanaman untuk
bertahan hidup. Kadmium dapat terakumulasi dalam tubuh binatang tersebut,
terutama ketika makan beberapa tanaman. Sapi mungkin memiliki jumlah besar
cadmium dalam ginjalnya karena ini. Cacing tanah dan organisme tanah penting
lainnya sangat rentan untuk keracunan kadmium. Cacing bisa mati pada konsentrasi
sangat rendah dan memiliki konsekuensi bagi struktur tanah. Ketika konsentrasi
kadmium di tanah tinggi mereka dapat mempengaruhi proses mikroorganisme tanah
dan ancaman ekosistem seluruh tanah (Khan, 2008).
Dalam ekosistem air kadmium dapat terakumulasi dalam remis, tiram, udang,
lobster dan ikan. Kerentanan terhadap kadmium dapat sangat bervariasi antara
organisme perairan. Organisme air laut dikenal lebih tahan terhadap keracunan
kadmium daripada organisme air tawar. Hewan yang makan atau minum kadmium
kadang-kadang mendapatkan tekanan darah tinggi, penyakit hati dan saraf atau
kerusakan otak.
b. Efek kadmium (Cd) Terhadap Kesehatan Manusia
Menurut Darmono (2001), efek cadmium terhadap kesehatan manusia dapat
bersifat akut dan kronis. Kasus keracunan akut kadmium kebanyakan melalui saluran
pernapasan, misalnya menghisap debu dan asap kadmium terutama kadmium oksida
Universitas Sumatera Utara
32
(CdO). Gejala yang timbul berupa gangguan saluran pernapasan, mual, muntah,
kepala pusing dan sakit pinggang.
Keracunan kronis terjadi bila memakan kadmium dalam waktu yang lama.
Gejala akan terjadi setelah selang waktu beberapa lama dan kronis seperti:
a.
Keracunan pada nefron ginjal yang dikenal dengan nefrotoksisitas, yaitu gejala
proteinuria atau protein yang terdapat dalam urin, juga suatu keadaan sakit
dimana terdapat kandungan glukosa dalam air seni yang dapat berakibat kencing
manis atau diabetes yang dikenal dengan glikosuria, dan aminoasidiuria atau
kandungan asam amino dalam urine disertai dengan penurunan laju filtrasi
(penyaringan) glumerolus ginjal.
b.
Kadmium kronis juga menyebabkan gangguan kardiovaskuler yaitu kegagalan
sirkulasi yang ditandai dengan penurunan tekanan darah maupun tekanan darah
yang meningkat (hipertensi). Hal tersebut terjadi karena tingginya aktifitas
jaringan ginjal terhadap kadmium. Gejala hipertensi ini tidak selalu dijumpai
pada kasus keracunan kadmium kronis.
c.
Kadmium dapat menyebabkan keadaan melunaknya tulang yang umumnya
diakibatkan kurangnya vitamin B yang dapat menyebabkan terjadinya gangguan
daya keseimbangan kandungan kalsium dan fosfat dalam ginjal yang dikenal
dengan nama osteomalasea atau penyakit Itai-itai . Kekurangan kalsium dapat
menyebabkan osteoporosis sehingga orang tidak dapat berdiri dengan tegak
tetapi membungkuk.
Universitas Sumatera Utara
33
Efek kronis terjadi dalam selang waktu yang sangat panjang. Peristiwa ini
terjadi karena kadmium yang masuk ke dalam tubuh dalam jumlah yang kecil
sehingga dapat ditolerir oleh tubuh. Efek akan muncul saat daya racun yang dibawa
kadmium tidak dapat lagi ditolerir tubuh karena adanya akumulasi kadmium dalam
tubuh.
Menurut Nordberg et al. (2007) waktu parah kadmium adalah 7 (tujuh)
sampai 16 tahun. Waktu paruh yang panjang menunjukkan bahwa manusia tidak
mempunyai jalur ekskresi yang efektif untuk membuang kadmium. Kadmium dikenal
tidak memiliki fungsi biologis pada manusia. Akumulasi kadmium yang berlebihan
dalam tubuh dianggap berpotensi toksik.
Sedangkan menurut WHO (2008), ginjal merupakan organ target utama dari
kadmium dan memiliki waktu paruh 10-35 tahun untuk dapat mengakibatkan
disfungsi tubulus ginjal, yang menyebabkan peningkatan ekskresi protein berat
molekul rendah dalam urin. Selain itu, kadmium juga dapat menyebabkan gangguan
pada metabolisme kalsium dan pembentukan batu ginjal. Pelunakan tulang dan
osteoporosis dapat terjadi pada mereka yang terpapar atau bekerja di daerah yang
terkontaminasi oleh kadmium. Paparan inhalasi yang tinggi dalam jangka waktu yang
panjang berpengaruh terhadap paru-paru, terutama ditandai dengan penyakit saluran
napas obstruktif kronis.
Universitas Sumatera Utara
34
2.4.4
Metabolisme (Absorbsi, Distribusi dan Ekskresi) Kadmium (Cd) dalam
Tubuh
Menurut Widowati, Sastiono & Jusuf, (2008), kadmium dapat masuk ke
dalam tubuh hewan atau manusia melalui berbagai cara, yaitu:
a. Dari udara yang tercemar, misalnya asap rokok dan asap pembakaran batu bara.
b. Melalui wadah / tempat berlapis kadmium yang digunakan untuk tempat makanan
atau minuman.
c. Melalui kontaminasi perairan dan hasil perairan yang tercemar cadmium.
d. Melalui rantai makanan.
e. Melalui konsumsi daging yang diberi obat anthelminthes yang mengandung
kadmium.
Menurut Palar (2008), sebagian besar kadmium masuk ke dalam tubuh
melalui saluran pencernaan, tetapi keluar lagi melalui feses sekitar 3-4 minggu
kemudian dan sebagian kecil dikeluarkan
melalui urin. Kadmium dalam tubuh
terakumulasi dalam hati dan ginjal terutama terikat sebagai metalotionein.
Metalotinein mengandung unsur sistein, dimana kadmium terikat dalam gugus
sulfhidril (-SH) dalam enzim seperti karboksil sisteinil, histidil, hidroksil dan fosfatil
dari protein dan purin. Kemungkinan besar pengaruh toksisitas kadmium disebabkan
oleh interaksi antara kadmium dan protein tersebut, sehingga menimbulkan hambatan
terhadap aktivitas kerja enzim dalam tubuh.
Plasma enzim yang diketahui dihambat oleh kadmium ialah aktivitas dari
enzim alfa anti tripsin. Terjadinya defisiensi enzim ini dapat menyebabkan emfisema
Universitas Sumatera Utara
35
dari paru dan hal ini merupakan salah satu gejala gangguan paru karena toksisitas
kadmium.
Absorpsi kadmium melalui gastrointestinal lebih rendah dibandingkan
absorpsi melalui respirasi, yaitu sekitar 5-8%. Absorpsi kadmium meningkat bila
terjadi defisiensi kalsium (Ca), besi (Fe) dan rendah protein dalam makanan.
Defisiensi kalsium akan merangsang sintesis ikatan Ca-protein sehingga akan
meningkatkan absorpsi kadmium, sedangkan kecukupan seng (Zn) dalam makanan
dapat menurunkan absorpsi kadmium. Hal ini diduga karena seng (Zn) merangsang
produksi metalotionin.
Kadmium memiliki afinitas yang kuat terhadap ginjal dan hati. Pada
umumnya, sekitar 50-75% kadmium dalam tubuh terdapat pada kedua organ tersebut.
Kadmium ditransportasikan dalam darah yang berikatan dengan sel darah merah dan
protein berat molekul tinggi dalam plasma, khususnya oleh albumin.
Absorbsi kadmium tergantung dari beberapa faktor, di antaranya : usia, jenis
kelamin, kebiasaan merokok, dan status gizi. Kadmium merupakan salah satu toksin
yang dapat terakumulasi, akan mengakibatkan kandungannya dalam tubuh akan
bertambah sesuai dengan usia. Kandungan kadmium dalam darah perempuan lebih
tinggi dibandingkan laki-laki. Perempuan dengan kadar besi yang rendah, diyakini
berisiko terhadap absorbsi kadmium yang cukup besar setelah terpapar secara oral
(Olsson et al. 2002). Kadmium dalam air jauh lebih mudah diabsorpsi dibanding
kadmium dalam makanan (5% dalam air dan 2% dalam makanan) (US EPA, 2006).
Universitas Sumatera Utara
36
2.5 Nilai Ambang Batas Kadmium
Peraturan Menteri Kesehatan (Permenkes) No 419 Tahun 1990 tentang
Syarat-Syarat dan Pengawasan Kualitas Air menetapkan bahwa kandungan kadmium
maksimum yang diperbolehkan adalah 0,005 mg/l dalam daftar persyaratan kualitas
air bersih. Sedangkan untuk air minum, pemerintah menerbitkan Permenkes No. 492
tentang Persyaratan Kualitas Air Minum dan menetapkan kadar maksimum kadmium
dalam air minum adalah 0,003 mg/l.
WHO menentukan bahwa asupan kadmium yang masih dapat ditoleransi
secara mingguan adalah 7μg/kg/berat badan/minggu. OSHA menetapkan pajanan
kadmium yang aman di lingkungan kerja adalah 5 μg/m3 (sebagai gas buangan). The
National Institute of Occupational Safety and Health (NIOSH) juga telah menentukan
kandungan yang dapat membahayakan kehidupan dan kesehatan adalah 9 mg/m3
(NIOSH, 2006; NTP, 2004).
2.6 Mekanisme Toksisitas Kadmium
Kadmium yang diabsorbsi melalui pajanan oral pada awalnya akan
ditransportasikan ke hati melalui sirkulasi portal dan akan masuk ke hepatosit (sel
hati). Di dalam sel hati, kadmium akan menginduksi sintesa metallothionein, yang
kemudian akan mengikat dan mengisolasi cadmium sehinggab akan menahan dampak
toksik kadmium di dalam sel. Namun, saat sel hati dimana terdapat kadmium yang
diisolasi tersebut mati, apakah melalui turn over yang normal atau akibat kerusakan
kadmium maka komplek kadmium-metallothionein akan terlepas ke dalam pembuluh
Universitas Sumatera Utara
37
darah (Klaassen et al., 2009). Meskipun komplek kadmium-metallothionein tidak
menyebabkan efek toksik bagi sebagian besar organ, komplek ini akan difiltrasi di
glomerulus dan diambil kembali oleh sel epitel tubulus proksimal, efekya adalah
kadmium-metallothionein memiliki efek paradox yang mempermudah mengantarkan
kadmium dari hati ke ginjal (Bridges dan Zalups, 2005).
Setelah kadmium diambil oleh sel epitel tubulus proksimal, komplek
kadmium-metallothionein awalnya terakumulasi di dalam lisosom, dimana komlek ini
akan didegradasi, mengakibatkan kadmium akan dibebaskan di dalam sel. Pelepasan
Cd²+ akan dengan cepat bergabung dengan group sulfhidril intraseluler, baik yang
berada pada protein atau dengan senyawa berat molekul yang rendah seperti
glutation. Interaksi kadmium dengan group sulfhidril dapat menyebabkan perubahan
fungsi protein secara langsung dan mengakibatkan induksi stress oksidatif (Liu et al.,
2009). Kadmium intraseluler menyebabkan perubahan fungsi tubulus proksimal dan
merontokkan sel-sel yang rusak yang kemudian akan dibuang melalui urin.
Rontoknya sel-sel yang mati atau yang mengalami kerusakan memicu proses
perbaikan yaitu dengan terjadinya dediferensiasi sel-sel yang tidak mengalami injury
dalam satu proses yang disebut pembentukan epitel mesenkim transformal. Sel yang
ter-dediferensiasi bermigrasi menuju area yang sudah rontok dari membrane basal
dan menggantikan sel-sel yang sudah mengalami kerusakan (Boventere, 2003).
Organ utama yang dirusak oleh kadmium akibat pajanan kronis adalah ginjal
dan tulang. Paru-paru merupakan organ target pada pajanan akut dosis tinggi melalui
saluran pernafasan (Navas-Acien et al. 2004).
Universitas Sumatera Utara
38
2.7 Dampak Kadmium tehadap Tekanan Darah
Kadmium yang terdapat pada makanan dan air, ketika dikonsumsi oleh
manusia dan masuk kedalam tubuh maka akan bereaksi dengan protein berat molekul
rendah yaitu metalotionein. Selanjutnya kadmium terakumulasi di ginjal, hati dan
organ reproduksi sesuai dengan pertambahan usia. Penelitian Charlena (2004)
menyatakan bahwa efek langsung pada jaringan yang terkena atau terpapar kadmium
akan menyebabkan kematian (nekrosis) pada lambung dan saluran pencernaan,
kerusakan pembuluh darah, perubahan degenerasi pada hati dan ginjal. Perubahan
degenerasi ginjal akan berpengaruh pada kerusakan dan ketidakmaksimalan kerja
ginjal, sehingga terjadi perubahan pengaturan volume darah.
Ginjal memainkan peran besar dalam menentukan tekanan darah. Tekanan
darah yang tidak terkendali dapat menjadi penyebab utama serangan jantung, stroke
dan penyakit ginjal kronis. Sebaliknya penyakit ginjal kronis juga dapat
menyebabkan tekanan darah tinggi (National Kidney Foundation, 2012).
Kriteria diagnosis penyakit ginjal kronik yaitu kerusakan ginjal (renal
damage) yang terjadi lebih dari 3 bulan berupa kelainan struktural atau fungsional
dengan atau tanpa penurunan laju filtrasi glomerulus. Dengan manifestasi kelainan
patologis dan terdapat tanda kelainan ginjal termasuk kelainan dalam komposisi
darah, urin dan kelainan dalam tes pencitraan. Selain itu laju filtrasi glomerulus