Studi Perbandingan Kadar Pb dan Fe Di Dalam AkarEnceng Gondok Tua dan Akar Enceng Gondok Muda (Eichhornia Crassipes) Yang Berasal Dari Pantai Putri Lopian Pangururan Kabupaten Samosir
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1.
Enceng Gondok
Enceng gondok (Eichhornia Crassipes) termasuk dalam famili Pontederiaceae.
Tanaman ini memiliki bunga yang indah berwarna ungu muda. Daunnya
berbentuk bulat dan berwarna hijau segar. Eceng gondok tumbuh mengapung di
atas di permukaan air, tumbuh dengan menyerap air dan menguapkannya kembali
melalui bahan tanaman yang terkena sinar matahari melalui proses evaporasi.
Enceng gondok tumbuh mengapung dan menjalar pada tangkainya di
kolam-kolam dan sekitar aliran air. Tanaman ini dapat tumbuh dari 1-1600 m dpl.
Tumbuhan ini diimporoleh Kebun Raya dari Brasil pada tahun 1894 sebagai
tanaman hias. Karena pembiakan vegetatif yang luar biasa cepat, tumbuhan ini
malah menjadi gulma dari pada tanaman hias air.
Terna perenial yang tumbuh tegak di air, tinggi 20-60 cm, berakar pada
dasar dan mengeluarkan tunas merayap dari ketiak daun yang akan menjadi
tumbuhan baru.daun tunggal, tersusun dalam roset akar, tangkai daun dewasa
panjang, tangkai daun yang muda pendek dan menggelembung. Helaian daun
berbentuk bulat telur lebar, tepi rata, permukaan licin, panjang dan lebar 2,5-12,5
cm, berwarna hijau tua mengilap. Enceng gondok biasa digunakan untuk makanan
ternak, dibuat pupuk dan barang kerajinan (Dalimartha, 2009).
Keberadaan enceng gondok bisa bermanfaat secara komersial.Bunga yang
indah dapat dimanfaatkan untuk rangkaian bunga, daunnya dapat dimanfaatkan
untuk makanan ternak, serta pupuk tanaman (kompos). Akar tanamannya
memiliki kemampuan menetralisir air yang tercemar limbah industri tahu, tempe
dan tapioka. Tangkai daunnya juga dapat digunakan sebagai tanam jamur merang,
bahan kertas, tali dan kerajinan anyaman ( Lies Suprapti, 2000).
Universitas Sumatera Utara
Banyak manfaat lain dari tanaman enceng gondok yang belum banyak
diketahui orang. Tumbuhan yang lebih sering dianggap sebagai tumbuhan
pengganggu kawasan perairan ini ternyata mampu menetralkan limbah rumah
tangga dan industri. Enceng gondok akan bekerja sendiri menyerap partikelpartikel polutan yang hadir bersama air limbah. Dari penelitian terdahulu memang
telah diketahui, tanaman berakar rimpang ini mampu menyerap nitrogen, posfat
dan zat organik (Upadhyay, 2006).
2.2. Kandungan Kimia
Seluruh tumbuhan mengandung SiO2, calcium (Ca), magnesium (Mg), kalium
(K), natrium (Na), chloride (Cl), copper (Cu), mangan (Mn) dan zat besi (Fe).
Akar mengandung sulfat dan fosfat. Daun mengandung saponin, karoten,
polifenol dan pada bunga terdapat delphinidin-3-diglukosida (Dalimartha, 2009)
2.3. Logam Berat
Yang dimaksud dengan logam berat adalah unsur-unsur yang memiliki kerpatan
lebih dari 6 mg/m3 dan berat atom lebih besar dari berat atom Fe. Ada juga yang
mendefinisikan logam berat sebagai logam yang memiliki berat atom lebih besar
dari 23 dan kerapatan lebih dari 5. Hingga saat ini logam berat hanya
didefinisikan atas dasar kerapatannya. Logam berat tidak terdegradasi, tetapi stabil
di alam dalam waktu yang cukup lama dan bersifat meracun untuk organisme
hidup walaupun pada konsentrasi yang rendah.
Dalam kehidupan sehari-hari, kita tidak terpisah dari benda-benda yang
bersifat logam Secara gamblang, dalam konotasi keseharian kita beranggapan
bahwa logam diidentikkan dengan besi, padat, keras, berat dan sulit dibentuk
(Palar, 2008).
Saat ini mulai ada peningkatan perhatian tentang keberadaan unsur mikro
di lingkungan dalam konsentrasi yang membahayakan kesehatan hewan. Banyak
pupuk, terutama pupuk yang mengandung sejumlah unsur mikro seperti As, Cd,
Co, Cr, Hg, Ni dan Pb ( Mukhlis, 2011).
Universitas Sumatera Utara
Logam juga dapat menyebabkan timbulnya suatu bahaya pada makhluk
hidup. Hal ini terjadi jika sejumlah logam mencemari lingkungan. Logam-logam
tertentu sangat berbahaya jika ditemukan dalam konsentrasi tinggi dalam
lingkungan, karena logam tersebut mempunyai sifat merusak tubuh makhluk
hidup. Di samping hal tersebut, beberapa logam sangat diperlukan dalam proses
kehidupan makhluk hidup. Dalam hal ini logam dapat dibagi menjadi dua bagian,
yaitu logam esensial dan nonesensial. Logam esensial adalah logam yang sangat
membantu kerja enzim atau pembentukan organ dari makhluk yang bersangkutan.
Sedangkan logam non-esensial adalah logam yang peranannya dalam tubuh
makhluk hidup belum diketahui, kandungannya dalam jaringan hewan sangat
kecil dan apabila kandungannya tinggi akan merusak organ-organ tubuh makhluk
yang bersangkutan (Vogel,A.I. 1994).
2.4. Logam Pb
Timbal adalah logam yang berwarna abu-abu kebiruan, dengan rapatan yang
tinggi (11,48 g ml-1 pada suhu kamar). Timbal mudah melarut dalam asam nitrat
(Svehla, 1985). Timbal merupakan senyawa yang mengandung toksik yang tinggi
dan lebih dikenal dalam masyarakat daripada arsenik saat ini.Polusi timbal
dianggap oleh para ahli menjadi masalah lingkungan utama yang dihadapi dunia
modern (Meyer, 1990).
Logam
berat
secara
langsung
maupun
tidak
langsung
dapat
membahayakan manusia seperti Timbal (Pb) dapat mengakibatkan penghambatan
sistem pembentukan hemoglobin sehingga menyebabkan anemia, sistem ginjal,
sistem produksi dan dapat merusak sel-sel. Walaupun jumlah timbal yang diserap
sedikit, logam ini ternyata menjadi sangat berbahaya. Hal ini disebabkan
senyawa-senyawa timbal dapat memberikan efek racun terhadap organ yang
terdapat di dalam tubuh (Palar, 2004).
Universitas Sumatera Utara
2.4.1. Sumber-sumber pencemaran logam timbal:
1. Sumber dari Alam
Kadar Pb yang secara alami dapat ditemukan dalam bebatuan sekitar 13 mg/Kg.
Khusus Pb yang tercampur dengan batu fosfat dan terdapat di dalam batu pasir
yang kadarnya lebih besar yaitu 100 mg/Kg. Pb yang terdapat di tanah berkadar
sekitar 5-25 mg/Kg dan di air bawah tanah berkisar antara 1-60 µg/liter.
Secara alami Pb juga ditemukan di air permukaan. Kadar Pb pada air
telaga dan air sungai adalah sebesar 1-10 µg/liter. Dalam air laut kadar Pb lebih
rendah dari air tawar. Laut bermuda yang dikatakan terbebas dari pencemaran
mengandung Pb sekitar 0,07 µg/liter. Kandungan Pb dalam air danau dan sungai
di USA berkisar antara 1-10 µg/liter.
2. Sumber dari Industri
Industri yang berpotensi sebagai sumber pencemaran Pb adalah semua industri
yang memakai Pb sebagai bahan baku maupun bahan penolong, misalnya:
Industri pengecoran maupun pemurnian. Industri ini menghasilkan timbal
konsentrat yang berasal dari potongan logam. Industri baterai, industri ini banyak
menggunakan logam Pb terutama lead antimony alloy sebagai bahan dasarnya.
Saat ini pemakaian Pb di industri kabel mulai berkurang, walaupun masih
digunakan campuran logam Cd, Fe, Cr, Au dan arsenik yang juga membahayakan
untuk kehidupan makhluk hidup. Industri kimia, yang menggunakan bahan
pewarna. Pada industri ini seringkali dipakai Pb karena toksisitasnya relatif lebih
rendah jika dibandingkan dengan logam pigmen yang lain. Sebagai pewarna
merah pada cat biasanya dipakai red lead, sedangkan untuk warna kuning dipakai
lead chromate.
Universitas Sumatera Utara
3. Sumber dari Transportasi
Hasil pembakaran dari bahan tambahan Pb pada bahan bakar kendaraan bermotor
menghasilkan emisi Pb. Logam berat Pb yang bercampur dengan bahan bakar
tersebut akan bercampur dengan oli dan melalui proses di dalam mesin maka
logam berat Pb akan keluar dari knalpot bersama dengan gas buang lainnya
(Sudarmaji, 2003).
2.4.2. Gejala-gejala yang ditimbulkan
Secara umum gejala keracunan timbal terlihat pada sistem pencernaan berupa
muntah-muntah, nyeri kolik abdomen, rasa logam dan garis biru pada gusi,
konstipasi kronis. Pada sistem saraf pusat berupa kelumpuhan. Sistem sensoris
hanya sedikit mengalami gangguan, sedangkan ensefalopati sering ditemukan
pada anak-anak. Gejala keracunan ini pada sistem jantung dan peredaran darah
berupa anemia, basofilia pungtata, retikulosis, berkurangnya trombosit dan sel
polimorfonuklear, hipertensi dan nefritis, artalgia (rasa nyeri pada sendi). Gejala
pada bagian kandungan dan kebidanan berupa gangguan menstruasi, bahkan dapat
terjadi abortus. Diagnosis dapat
dilakukan
melalui pemeriksaan urine.
Pemeriksaan ini merupakan pemeriksaan yang paling dianjurkan sebagai
screening test pada keracunan timbal. Kadar timbal dalam urin juga bisa
membantu menegakkan diagnosis, ketika kadarnya di atas 0,2 µg/liter, dianggap
sudah cukup bermakna untuk diagnosis keracunan timbal. Pemeriksaan sinar-x
pada anak-anak untuk melihat garis yang radio-opak pada metafisis tulang-tulang
panjang bisa digunakan untuk menegakkan diagnosis keracunan timbal (Chadha,
1995).
2.5. Logam Fe
Besi yang murni adalah logam berwarna putih-perak, yang kukuh dan liat. Besi
melebur pada 15350C.Asam nitrat pekat, dingin, membuat besi menjadi pasif.
Dalam keadaan ini tidak bereaksi dengan asam nitrat encer. Garam-garam besi (II)
atau fero diturunkan dari besi (II) oksida, FeO. Dalam larutan, garam-garam ini
Universitas Sumatera Utara
mengandung kation Fe2+ dan berwarna sedikit hijau. Ion besi (II) dapat mudah
dioksidasikan menjadi besi (III), maka merupakan zat pereduksi yang kuat.
Garam-garam besi (III) atau feri diturunkan dari oksida besi (III), Fe2O3. Mereka
lebih stabil daripada garam besi (II). Jika larutan mengandung klorida, warna
menjadi semakin kuat. Zat-zat pereduksi mengubah ion besi (III) menjadi besi (II)
(Svehla, 1985).
Di udara besi mudah mengalami korosi, yaitu proses perusakan pada
permukaan besi yang disebabkan reaksi dengan oksigen membentuk oksida besi.
Korosi besi berlangsung dengan cepat pada kondisi lembab dan dengan adanya
garam. Dalam air besi tersuspensi dan berwarna kecoklatan. Suspensi yang
terbentuk akan segera menggumpal dan mengendap di dasar badan air (Suciastuti
dan Sutrisno, 2002).
Besi
merupakan
mikroelemen
esensial
dalam
sistem
makhluk
hidup.Logam ini banyak digunakan dalam pabrik dan merupakan logam
multiguna.Besi banyak ditemukan dalam bahan makanan yang jumlahnya
bervariasi dari yang rendah (dalam sayuran) dan yang tinggi (dalam daging).
Kandungannya yang rendah dari Fe dalam makanan akan menyebabkan naiknya
efisiensi absorpsi Fe, disamping itu absorpsi logam lain juga meningkat baik
esenssial maupun toksik (Cd, Pb). Tetapi sebaliknya makanan yang banyak
mengandung Fe dapat menurunkan absorbsi Zn pada manusia (Darmono,1995).
2.5.1. Manfaat Sebagai Mikroelemen Tubuh
Besi memiliki fungsi esensial di dalam tubuh, yaitu:
1. Sebagai alat angkut oksigen dari paru-paru ke seluruh tubuh.
2. Sebagai alat angkut elektron di dalam sel.
3. Sebagai bagian terpadu dari berbagai reaksi enzim.
Besi merupakan mikroelemen esensial dalam sistem makhluk hidup. Logam
ini banyak digunakan dalam pabrik dan merupakan logam multiguna (Darmono,
1995).
Universitas Sumatera Utara
2.5.2. Gejala-gejala yang ditimbulkan
Kelebihan Fe jarang terjadi akibat konsumsi yang berasal dari makanan, tetapi
oleh konsumsi suplemen Fe. Kerusakan-kerusakan jaringan karena akumulasi Fe
disebut hemokromatosis. Hal itu disebabkan karena hemosiderin sulit melepaskan
Fe. Hemokromatosis adalah penyakit karena meningkatnya absorpsi Fe sehingga
tidak mampu mengatur absorpsi Fe dari usus. Penderita hemokromatosis
menunjukkan akumulasi Fe di hati, limpa, tulang sumsum, jantung dan jaringanjaringan lainnya (Widowati,W. 2008).
Kadar Fe yang berlebihan selain dapat mengakibatkan timbulnya warna
merah juga mengakibatkan karat pada peralatan yang terbuat dari logam serta
dapat memudarkan bahan celupan dan tekstil (Effendi,H.2003).
2.6. Destruksi
Destruksi merupakan suatu cara perlakuan senyawa menjadi unsur-unsur sehingga
dapat dianalisa. Metode destruksi materi organik dapat dilakukan dengan dua
cara, yaitu metode destruksi basah dan metode destruksi kering.
Destruksi basah pada prinsipnya adalah penggunaan asam nitrat untuk
mendestruksi zat organik pada suhu rendah dengan maksud menghindari
kehilangan mineral akibat penguapan. Pada tahapan selanjutnya, proses ini
seringkali berlangsung sangat cepat akibat pengaruh asam perklorat atau
hidratperoksida. Destruksi basah pada umumnya digunakan untuk menganalisa
arsen, timah, seng, dan tembaga.
Ada tiga macam cara kerja destruksi basah dapat dilakukan, yaitu :
1.
Destruksi basah menggunakan HNO3dan H2SO4
2.
Destruksi basah menggunakan HNO3, H2SO4, dan HClO4
3.
Destruksi basah menggunakan HNO3, H2SO4, dan H2O2(Apriyanto, 1992).
Destruksi kering merupakan penguraian senyawa organik dalam sampel
menjadi anorganik dengan jalan pengabuan sampel dan memerlukan suhu
pemanasan tertentu (Raimon,1992).
Universitas Sumatera Utara
2.7.
Penentuan Pb dan Fe dengan Spektrofotometer Serapan Atom
Spektrofotometer Serapan Atom berprinsip pada absorpsi cahaya oleh atom di
mana atom-atom menyerap cahaya tersebut pada panjang gelombang tertentu
tergantung pada sifat unsurnya.Cahaya pada panjang gelombang ini mempunyai
cukup energi untuk mengubah tingkat elektronik suatu atom.Transisi elektronik
suatu unsur bersifat spesifik.Dengan absorpsi energi, berarti lebih banyak
memperoleh energi, suatu atom pada keadaan dasar dinaikkan tingkat energinya
ke tingkat eksitasi (Khopkar, 2007).
2.7.1. Spektrofotometri Serapan Atom dengan Atomisasi Nyala
Gambar berikut menunjukkan dalam bentuk skema komponen-komponen dasar
dari suatu spektrofotometer serapan atom.
1
2
1
2
a
3
3
4
5
5
6
c
6
b
Gambar 2.1. Komponen-komponen dari suatu SSA
Keterangan :
1. Lampu katoda berongga
2. Nyala
a. Bahan bakar
b. Contoh
c. Oksigen
3. Monokromator
4. Detektor
5. Penguat arus searah
6. Pencatat
Universitas Sumatera Utara
Sumber
umum
pada
absorpsi
atomik
adalah
tabung
katoda
berongga.Tabung ini mengandung katoda dan anoda yang cekung dan silindrik
dalam suatu atmosfir gas inert (sering kali argon) pada tekanan rendah.Tabungnya
dijalankan dengan sumber tenaga yang memberikan beberapa ratus volt.Atomatom gas terionisasikan di dalam lucutan listrik dan benturan ion-ion berenergi
dengan
permukaan
katoda.Mengusir
atom-atom
logam
yang
telah
tereksitasikan.Hal ini mengakibatkan terjadinya spektrum garis dari logam yang
menampakkan diri sebagai suatu basa di dalam ruangan pada katoda berongga
(Underwood, 1994).
2.7.2. Spektrofotometri Serapan Atom dengan Atomisasi tanpa Nyala
Metode tanpa nyala lebih disukai dari metode nyala.Bila ditinjau dari sumber
radiasi, haruslah bersifat sumber yang kontiniu.Di samping itu sistem dengan
penguraian optis yang sempurna diperlukan untuk memperoleh sumber sinar
dengan garis absorpsi yang semonokromatis mungkin.Seperangkat sumber yang
dapat memberikan garis emisi yang tajam dari suatu unsur spesifik tertentu
dikenal sebagai lampu pijar hollow cathode.Lampu ini memiliki dua elektroda,
satu diantaranya berbentuk silinder dan terbuat dari unsur yang sama dengan
unsur yang dianalisis. Lampu ini diisi dengan gas mulia bertekanan rendah.
Dengan pemberian tegangan pada arus tertentu, logam mulai memijar, dan atomatom logam katodanya akan teruapkan dengan pemercikan. Atom akan
tereksitasikan kemudian mengemisikan radiasi pada panjang gelombang tertentu.
Suatu garis yang diinginkan dapat diisolasi dengan suatu monokromator.
Tinggi puncak diukur pada saat garis absorpsi dan garis emisi
mempunyai lebar yang sama. Lampu hollow cathodeyang dibuat dari bermacam
unsur sekarang sudah tersedia. Lampu tersebut memudahkan pekerjaan karena
tidak perlu lagi menukar lampu. Misalkan saja : (Ca, Mg, Al); (Fe, Cu, Mn); (Cu,
Zn, Pb, Sn) dan (Cr, Co, Cu, Fe, Mn serta Ni) dikenal sebagai hollow cathode
multi unsur (Khopkar,S.M, 2007).
Universitas Sumatera Utara
2.7.3. Keuntungan Spektrofotometer Serapan Atom
1. Karena absorpsi bergantung pada populasi keadaan dasar, maka kepekaan
mungkin lebih tinggi khususnya untuk unsur-unsur yang sukar dieksitasikan
(misalnya seng yang dapat ditentukan kurang dari 0,5 ppm, sedang batas
terendah pada emisi mungkin sama dengan 500 ppm).
2. Populasi keadaan dasar jauh kurang peka terhadap suhu nyala daripada
populasi yang tereksitasi.
3. Interferensi dari garis-garis spektrum dari unsur-unsur lain dan emisi latar
belakang nyala dapat diperkecil (Day,R.A, 1994).
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
2.1.
Enceng Gondok
Enceng gondok (Eichhornia Crassipes) termasuk dalam famili Pontederiaceae.
Tanaman ini memiliki bunga yang indah berwarna ungu muda. Daunnya
berbentuk bulat dan berwarna hijau segar. Eceng gondok tumbuh mengapung di
atas di permukaan air, tumbuh dengan menyerap air dan menguapkannya kembali
melalui bahan tanaman yang terkena sinar matahari melalui proses evaporasi.
Enceng gondok tumbuh mengapung dan menjalar pada tangkainya di
kolam-kolam dan sekitar aliran air. Tanaman ini dapat tumbuh dari 1-1600 m dpl.
Tumbuhan ini diimporoleh Kebun Raya dari Brasil pada tahun 1894 sebagai
tanaman hias. Karena pembiakan vegetatif yang luar biasa cepat, tumbuhan ini
malah menjadi gulma dari pada tanaman hias air.
Terna perenial yang tumbuh tegak di air, tinggi 20-60 cm, berakar pada
dasar dan mengeluarkan tunas merayap dari ketiak daun yang akan menjadi
tumbuhan baru.daun tunggal, tersusun dalam roset akar, tangkai daun dewasa
panjang, tangkai daun yang muda pendek dan menggelembung. Helaian daun
berbentuk bulat telur lebar, tepi rata, permukaan licin, panjang dan lebar 2,5-12,5
cm, berwarna hijau tua mengilap. Enceng gondok biasa digunakan untuk makanan
ternak, dibuat pupuk dan barang kerajinan (Dalimartha, 2009).
Keberadaan enceng gondok bisa bermanfaat secara komersial.Bunga yang
indah dapat dimanfaatkan untuk rangkaian bunga, daunnya dapat dimanfaatkan
untuk makanan ternak, serta pupuk tanaman (kompos). Akar tanamannya
memiliki kemampuan menetralisir air yang tercemar limbah industri tahu, tempe
dan tapioka. Tangkai daunnya juga dapat digunakan sebagai tanam jamur merang,
bahan kertas, tali dan kerajinan anyaman ( Lies Suprapti, 2000).
Universitas Sumatera Utara
Banyak manfaat lain dari tanaman enceng gondok yang belum banyak
diketahui orang. Tumbuhan yang lebih sering dianggap sebagai tumbuhan
pengganggu kawasan perairan ini ternyata mampu menetralkan limbah rumah
tangga dan industri. Enceng gondok akan bekerja sendiri menyerap partikelpartikel polutan yang hadir bersama air limbah. Dari penelitian terdahulu memang
telah diketahui, tanaman berakar rimpang ini mampu menyerap nitrogen, posfat
dan zat organik (Upadhyay, 2006).
2.2. Kandungan Kimia
Seluruh tumbuhan mengandung SiO2, calcium (Ca), magnesium (Mg), kalium
(K), natrium (Na), chloride (Cl), copper (Cu), mangan (Mn) dan zat besi (Fe).
Akar mengandung sulfat dan fosfat. Daun mengandung saponin, karoten,
polifenol dan pada bunga terdapat delphinidin-3-diglukosida (Dalimartha, 2009)
2.3. Logam Berat
Yang dimaksud dengan logam berat adalah unsur-unsur yang memiliki kerpatan
lebih dari 6 mg/m3 dan berat atom lebih besar dari berat atom Fe. Ada juga yang
mendefinisikan logam berat sebagai logam yang memiliki berat atom lebih besar
dari 23 dan kerapatan lebih dari 5. Hingga saat ini logam berat hanya
didefinisikan atas dasar kerapatannya. Logam berat tidak terdegradasi, tetapi stabil
di alam dalam waktu yang cukup lama dan bersifat meracun untuk organisme
hidup walaupun pada konsentrasi yang rendah.
Dalam kehidupan sehari-hari, kita tidak terpisah dari benda-benda yang
bersifat logam Secara gamblang, dalam konotasi keseharian kita beranggapan
bahwa logam diidentikkan dengan besi, padat, keras, berat dan sulit dibentuk
(Palar, 2008).
Saat ini mulai ada peningkatan perhatian tentang keberadaan unsur mikro
di lingkungan dalam konsentrasi yang membahayakan kesehatan hewan. Banyak
pupuk, terutama pupuk yang mengandung sejumlah unsur mikro seperti As, Cd,
Co, Cr, Hg, Ni dan Pb ( Mukhlis, 2011).
Universitas Sumatera Utara
Logam juga dapat menyebabkan timbulnya suatu bahaya pada makhluk
hidup. Hal ini terjadi jika sejumlah logam mencemari lingkungan. Logam-logam
tertentu sangat berbahaya jika ditemukan dalam konsentrasi tinggi dalam
lingkungan, karena logam tersebut mempunyai sifat merusak tubuh makhluk
hidup. Di samping hal tersebut, beberapa logam sangat diperlukan dalam proses
kehidupan makhluk hidup. Dalam hal ini logam dapat dibagi menjadi dua bagian,
yaitu logam esensial dan nonesensial. Logam esensial adalah logam yang sangat
membantu kerja enzim atau pembentukan organ dari makhluk yang bersangkutan.
Sedangkan logam non-esensial adalah logam yang peranannya dalam tubuh
makhluk hidup belum diketahui, kandungannya dalam jaringan hewan sangat
kecil dan apabila kandungannya tinggi akan merusak organ-organ tubuh makhluk
yang bersangkutan (Vogel,A.I. 1994).
2.4. Logam Pb
Timbal adalah logam yang berwarna abu-abu kebiruan, dengan rapatan yang
tinggi (11,48 g ml-1 pada suhu kamar). Timbal mudah melarut dalam asam nitrat
(Svehla, 1985). Timbal merupakan senyawa yang mengandung toksik yang tinggi
dan lebih dikenal dalam masyarakat daripada arsenik saat ini.Polusi timbal
dianggap oleh para ahli menjadi masalah lingkungan utama yang dihadapi dunia
modern (Meyer, 1990).
Logam
berat
secara
langsung
maupun
tidak
langsung
dapat
membahayakan manusia seperti Timbal (Pb) dapat mengakibatkan penghambatan
sistem pembentukan hemoglobin sehingga menyebabkan anemia, sistem ginjal,
sistem produksi dan dapat merusak sel-sel. Walaupun jumlah timbal yang diserap
sedikit, logam ini ternyata menjadi sangat berbahaya. Hal ini disebabkan
senyawa-senyawa timbal dapat memberikan efek racun terhadap organ yang
terdapat di dalam tubuh (Palar, 2004).
Universitas Sumatera Utara
2.4.1. Sumber-sumber pencemaran logam timbal:
1. Sumber dari Alam
Kadar Pb yang secara alami dapat ditemukan dalam bebatuan sekitar 13 mg/Kg.
Khusus Pb yang tercampur dengan batu fosfat dan terdapat di dalam batu pasir
yang kadarnya lebih besar yaitu 100 mg/Kg. Pb yang terdapat di tanah berkadar
sekitar 5-25 mg/Kg dan di air bawah tanah berkisar antara 1-60 µg/liter.
Secara alami Pb juga ditemukan di air permukaan. Kadar Pb pada air
telaga dan air sungai adalah sebesar 1-10 µg/liter. Dalam air laut kadar Pb lebih
rendah dari air tawar. Laut bermuda yang dikatakan terbebas dari pencemaran
mengandung Pb sekitar 0,07 µg/liter. Kandungan Pb dalam air danau dan sungai
di USA berkisar antara 1-10 µg/liter.
2. Sumber dari Industri
Industri yang berpotensi sebagai sumber pencemaran Pb adalah semua industri
yang memakai Pb sebagai bahan baku maupun bahan penolong, misalnya:
Industri pengecoran maupun pemurnian. Industri ini menghasilkan timbal
konsentrat yang berasal dari potongan logam. Industri baterai, industri ini banyak
menggunakan logam Pb terutama lead antimony alloy sebagai bahan dasarnya.
Saat ini pemakaian Pb di industri kabel mulai berkurang, walaupun masih
digunakan campuran logam Cd, Fe, Cr, Au dan arsenik yang juga membahayakan
untuk kehidupan makhluk hidup. Industri kimia, yang menggunakan bahan
pewarna. Pada industri ini seringkali dipakai Pb karena toksisitasnya relatif lebih
rendah jika dibandingkan dengan logam pigmen yang lain. Sebagai pewarna
merah pada cat biasanya dipakai red lead, sedangkan untuk warna kuning dipakai
lead chromate.
Universitas Sumatera Utara
3. Sumber dari Transportasi
Hasil pembakaran dari bahan tambahan Pb pada bahan bakar kendaraan bermotor
menghasilkan emisi Pb. Logam berat Pb yang bercampur dengan bahan bakar
tersebut akan bercampur dengan oli dan melalui proses di dalam mesin maka
logam berat Pb akan keluar dari knalpot bersama dengan gas buang lainnya
(Sudarmaji, 2003).
2.4.2. Gejala-gejala yang ditimbulkan
Secara umum gejala keracunan timbal terlihat pada sistem pencernaan berupa
muntah-muntah, nyeri kolik abdomen, rasa logam dan garis biru pada gusi,
konstipasi kronis. Pada sistem saraf pusat berupa kelumpuhan. Sistem sensoris
hanya sedikit mengalami gangguan, sedangkan ensefalopati sering ditemukan
pada anak-anak. Gejala keracunan ini pada sistem jantung dan peredaran darah
berupa anemia, basofilia pungtata, retikulosis, berkurangnya trombosit dan sel
polimorfonuklear, hipertensi dan nefritis, artalgia (rasa nyeri pada sendi). Gejala
pada bagian kandungan dan kebidanan berupa gangguan menstruasi, bahkan dapat
terjadi abortus. Diagnosis dapat
dilakukan
melalui pemeriksaan urine.
Pemeriksaan ini merupakan pemeriksaan yang paling dianjurkan sebagai
screening test pada keracunan timbal. Kadar timbal dalam urin juga bisa
membantu menegakkan diagnosis, ketika kadarnya di atas 0,2 µg/liter, dianggap
sudah cukup bermakna untuk diagnosis keracunan timbal. Pemeriksaan sinar-x
pada anak-anak untuk melihat garis yang radio-opak pada metafisis tulang-tulang
panjang bisa digunakan untuk menegakkan diagnosis keracunan timbal (Chadha,
1995).
2.5. Logam Fe
Besi yang murni adalah logam berwarna putih-perak, yang kukuh dan liat. Besi
melebur pada 15350C.Asam nitrat pekat, dingin, membuat besi menjadi pasif.
Dalam keadaan ini tidak bereaksi dengan asam nitrat encer. Garam-garam besi (II)
atau fero diturunkan dari besi (II) oksida, FeO. Dalam larutan, garam-garam ini
Universitas Sumatera Utara
mengandung kation Fe2+ dan berwarna sedikit hijau. Ion besi (II) dapat mudah
dioksidasikan menjadi besi (III), maka merupakan zat pereduksi yang kuat.
Garam-garam besi (III) atau feri diturunkan dari oksida besi (III), Fe2O3. Mereka
lebih stabil daripada garam besi (II). Jika larutan mengandung klorida, warna
menjadi semakin kuat. Zat-zat pereduksi mengubah ion besi (III) menjadi besi (II)
(Svehla, 1985).
Di udara besi mudah mengalami korosi, yaitu proses perusakan pada
permukaan besi yang disebabkan reaksi dengan oksigen membentuk oksida besi.
Korosi besi berlangsung dengan cepat pada kondisi lembab dan dengan adanya
garam. Dalam air besi tersuspensi dan berwarna kecoklatan. Suspensi yang
terbentuk akan segera menggumpal dan mengendap di dasar badan air (Suciastuti
dan Sutrisno, 2002).
Besi
merupakan
mikroelemen
esensial
dalam
sistem
makhluk
hidup.Logam ini banyak digunakan dalam pabrik dan merupakan logam
multiguna.Besi banyak ditemukan dalam bahan makanan yang jumlahnya
bervariasi dari yang rendah (dalam sayuran) dan yang tinggi (dalam daging).
Kandungannya yang rendah dari Fe dalam makanan akan menyebabkan naiknya
efisiensi absorpsi Fe, disamping itu absorpsi logam lain juga meningkat baik
esenssial maupun toksik (Cd, Pb). Tetapi sebaliknya makanan yang banyak
mengandung Fe dapat menurunkan absorbsi Zn pada manusia (Darmono,1995).
2.5.1. Manfaat Sebagai Mikroelemen Tubuh
Besi memiliki fungsi esensial di dalam tubuh, yaitu:
1. Sebagai alat angkut oksigen dari paru-paru ke seluruh tubuh.
2. Sebagai alat angkut elektron di dalam sel.
3. Sebagai bagian terpadu dari berbagai reaksi enzim.
Besi merupakan mikroelemen esensial dalam sistem makhluk hidup. Logam
ini banyak digunakan dalam pabrik dan merupakan logam multiguna (Darmono,
1995).
Universitas Sumatera Utara
2.5.2. Gejala-gejala yang ditimbulkan
Kelebihan Fe jarang terjadi akibat konsumsi yang berasal dari makanan, tetapi
oleh konsumsi suplemen Fe. Kerusakan-kerusakan jaringan karena akumulasi Fe
disebut hemokromatosis. Hal itu disebabkan karena hemosiderin sulit melepaskan
Fe. Hemokromatosis adalah penyakit karena meningkatnya absorpsi Fe sehingga
tidak mampu mengatur absorpsi Fe dari usus. Penderita hemokromatosis
menunjukkan akumulasi Fe di hati, limpa, tulang sumsum, jantung dan jaringanjaringan lainnya (Widowati,W. 2008).
Kadar Fe yang berlebihan selain dapat mengakibatkan timbulnya warna
merah juga mengakibatkan karat pada peralatan yang terbuat dari logam serta
dapat memudarkan bahan celupan dan tekstil (Effendi,H.2003).
2.6. Destruksi
Destruksi merupakan suatu cara perlakuan senyawa menjadi unsur-unsur sehingga
dapat dianalisa. Metode destruksi materi organik dapat dilakukan dengan dua
cara, yaitu metode destruksi basah dan metode destruksi kering.
Destruksi basah pada prinsipnya adalah penggunaan asam nitrat untuk
mendestruksi zat organik pada suhu rendah dengan maksud menghindari
kehilangan mineral akibat penguapan. Pada tahapan selanjutnya, proses ini
seringkali berlangsung sangat cepat akibat pengaruh asam perklorat atau
hidratperoksida. Destruksi basah pada umumnya digunakan untuk menganalisa
arsen, timah, seng, dan tembaga.
Ada tiga macam cara kerja destruksi basah dapat dilakukan, yaitu :
1.
Destruksi basah menggunakan HNO3dan H2SO4
2.
Destruksi basah menggunakan HNO3, H2SO4, dan HClO4
3.
Destruksi basah menggunakan HNO3, H2SO4, dan H2O2(Apriyanto, 1992).
Destruksi kering merupakan penguraian senyawa organik dalam sampel
menjadi anorganik dengan jalan pengabuan sampel dan memerlukan suhu
pemanasan tertentu (Raimon,1992).
Universitas Sumatera Utara
2.7.
Penentuan Pb dan Fe dengan Spektrofotometer Serapan Atom
Spektrofotometer Serapan Atom berprinsip pada absorpsi cahaya oleh atom di
mana atom-atom menyerap cahaya tersebut pada panjang gelombang tertentu
tergantung pada sifat unsurnya.Cahaya pada panjang gelombang ini mempunyai
cukup energi untuk mengubah tingkat elektronik suatu atom.Transisi elektronik
suatu unsur bersifat spesifik.Dengan absorpsi energi, berarti lebih banyak
memperoleh energi, suatu atom pada keadaan dasar dinaikkan tingkat energinya
ke tingkat eksitasi (Khopkar, 2007).
2.7.1. Spektrofotometri Serapan Atom dengan Atomisasi Nyala
Gambar berikut menunjukkan dalam bentuk skema komponen-komponen dasar
dari suatu spektrofotometer serapan atom.
1
2
1
2
a
3
3
4
5
5
6
c
6
b
Gambar 2.1. Komponen-komponen dari suatu SSA
Keterangan :
1. Lampu katoda berongga
2. Nyala
a. Bahan bakar
b. Contoh
c. Oksigen
3. Monokromator
4. Detektor
5. Penguat arus searah
6. Pencatat
Universitas Sumatera Utara
Sumber
umum
pada
absorpsi
atomik
adalah
tabung
katoda
berongga.Tabung ini mengandung katoda dan anoda yang cekung dan silindrik
dalam suatu atmosfir gas inert (sering kali argon) pada tekanan rendah.Tabungnya
dijalankan dengan sumber tenaga yang memberikan beberapa ratus volt.Atomatom gas terionisasikan di dalam lucutan listrik dan benturan ion-ion berenergi
dengan
permukaan
katoda.Mengusir
atom-atom
logam
yang
telah
tereksitasikan.Hal ini mengakibatkan terjadinya spektrum garis dari logam yang
menampakkan diri sebagai suatu basa di dalam ruangan pada katoda berongga
(Underwood, 1994).
2.7.2. Spektrofotometri Serapan Atom dengan Atomisasi tanpa Nyala
Metode tanpa nyala lebih disukai dari metode nyala.Bila ditinjau dari sumber
radiasi, haruslah bersifat sumber yang kontiniu.Di samping itu sistem dengan
penguraian optis yang sempurna diperlukan untuk memperoleh sumber sinar
dengan garis absorpsi yang semonokromatis mungkin.Seperangkat sumber yang
dapat memberikan garis emisi yang tajam dari suatu unsur spesifik tertentu
dikenal sebagai lampu pijar hollow cathode.Lampu ini memiliki dua elektroda,
satu diantaranya berbentuk silinder dan terbuat dari unsur yang sama dengan
unsur yang dianalisis. Lampu ini diisi dengan gas mulia bertekanan rendah.
Dengan pemberian tegangan pada arus tertentu, logam mulai memijar, dan atomatom logam katodanya akan teruapkan dengan pemercikan. Atom akan
tereksitasikan kemudian mengemisikan radiasi pada panjang gelombang tertentu.
Suatu garis yang diinginkan dapat diisolasi dengan suatu monokromator.
Tinggi puncak diukur pada saat garis absorpsi dan garis emisi
mempunyai lebar yang sama. Lampu hollow cathodeyang dibuat dari bermacam
unsur sekarang sudah tersedia. Lampu tersebut memudahkan pekerjaan karena
tidak perlu lagi menukar lampu. Misalkan saja : (Ca, Mg, Al); (Fe, Cu, Mn); (Cu,
Zn, Pb, Sn) dan (Cr, Co, Cu, Fe, Mn serta Ni) dikenal sebagai hollow cathode
multi unsur (Khopkar,S.M, 2007).
Universitas Sumatera Utara
2.7.3. Keuntungan Spektrofotometer Serapan Atom
1. Karena absorpsi bergantung pada populasi keadaan dasar, maka kepekaan
mungkin lebih tinggi khususnya untuk unsur-unsur yang sukar dieksitasikan
(misalnya seng yang dapat ditentukan kurang dari 0,5 ppm, sedang batas
terendah pada emisi mungkin sama dengan 500 ppm).
2. Populasi keadaan dasar jauh kurang peka terhadap suhu nyala daripada
populasi yang tereksitasi.
3. Interferensi dari garis-garis spektrum dari unsur-unsur lain dan emisi latar
belakang nyala dapat diperkecil (Day,R.A, 1994).
Universitas Sumatera Utara